Pressa Idraulica per Forgiatura: Funzionamento e Applicazioni
La forgiatura è un processo di produzione che forma il metallo utilizzando forze di compressione e un martello, nella maggior parte dei casi un martello elettrico o una matrice. Il processo di forgiatura viene classificato in base alla temperatura, come forgiatura a freddo, a caldo o a caldo.
Il Processo di Forgiatura
Le presse o i martelli eseguono l'attuale forgiatura industriale alimentati da aria compressa, elettricità, idraulica o vapore. Non si tratta di martelli ordinari, che hanno pesi alternativi dell'ordine di migliaia di chili. Nelle fucine d'arte, i martelli elettrici più piccoli hanno un peso alternato di 230 kg o meno, mentre le presse idrauliche sono lo standard.
Sebbene oggi la forgiatura sia un'importante industria mondiale, è uno dei processi di lavorazione dei metalli più antichi che i fabbri hanno eseguito nel corso dei millenni. Tradizionalmente, la forgiatura era il processo preferito per la produzione di utensili manuali, gioielli, utensili da cucina, ferramenta e armi da taglio. A partire dalla rivoluzione industriale, il processo di forgiatura viene utilizzato ovunque sia necessaria una parte resistente, solitamente lavorata per ottenere un pezzo finito.
La temperatura gioca un ruolo fondamentale nella forgiatura, anche se i processi di cui sopra possono essere eseguiti a varie temperature. Sono classificati come superiori o inferiori alla temperatura di ricristallizzazione e in una delle tre categorie: a caldo, a caldo o a freddo. L'ingranaggio è la deformazione successiva di una barra lungo la sua lunghezza utilizzando uno stampo aperto a caduta. La forgiatura a stampo aperto e a stampo ad impronta (detta anche a stampo chiuso) sono processi di forgiatura a goccia, il che significa che è necessario un martello sollevato e poi "calato" sul pezzo da lavorare per deformarlo secondo la forma dello stampo.
A differenza dell'impatto quasi immediato della forgiatura a martello, la forgiatura a pressa comporta una lenta applicazione di pressione o forza continua. La forgiatura a pressione può essere a caldo o a freddo. Lo swaging è un processo di forgiatura in cui l'operatore modifica le dimensioni di un pezzo grazie a stampi in cui il pezzo viene forzato. L'inversione, detta anche forgiatura rovesciata, aumenta il diametro del pezzo comprimendone la lunghezza. È il processo di forgiatura più diffuso in base al numero di pezzi prodotti.
Il Ruolo delle Presse nella Formatura Plastica
Nella formatura plastica, le presse giocano un ruolo centrale per dare forma ai materiali applicando una pressione. L'utilizzo di matrici consente di realizzare in breve tempo e in grandi volumi prodotti dalle forme complesse. Il materiale viene inserito tra le due metà dello stampo e stampato.
Oggi, la maggior parte dei siti produttivi utilizza presse meccaniche. Ciò è dovuto ai vantaggi di una lavorazione rapida e di una manutenzione relativamente facile. Dato che nella lavorazione si ricorre sempre più spesso all'automazione, le presse meccaniche sono uno strumento vitale per la produzione in serie di parti metalliche. Inoltre, a differenza delle presse idrauliche, queste meccaniche hanno il vantaggio di essere esenti da perdite di fluidi.
Le presse meccaniche sono suddivise in varie tipologie in base al meccanismo di scorrimento dell'unità di pressatura. Il tipo più comunemente usato è il meccanismo a manovella, dove il moto di rotazione del motore viene convertito in moto di reciprocità verticale per mezzo di una manovella.
Presse Idrauliche: Funzionamento e Vantaggi
Una pressa idraulica pompa il fluido in un cilindro e utilizza la forza di compressione risultante per la formatura. Il controllo della pressione idraulica fornisce la flessibilità caratteristica del processo di formatura plastica. Un altro vantaggio è la possibilità di creare pezzi lunghi. Le presse idrauliche convenzionali utilizzavano per lo più l'acqua come fluido confinato, ma con l'ingrandirsi del settore si è passati generalmente alle presse idrauliche a base di olio.
I recenti progressi nel controllo numerico (computerizzato) hanno inoltre permesso uno stampaggio ad alta velocità e precisione controllato digitalmente. Fra i vantaggi delle presse idrauliche ad acqua vi sono il fluido non infiammabile, la relativa facilità di manutenzione e i bassi costi di esercizio. Le grandi presse idrauliche sono inoltre in grado di esercitare forze di compressione di decine di migliaia di tonnellate. Rispetto alle presse ad acqua, quelle idrauliche ad olio consentono un controllo più fine, per una formatura più precisa. I componenti metallici utilizzati nelle presse idrauliche a base di olio non sono inoltre soggetti a ruggine in quanto non si fa uso d'acqua.
La punzonatura è un processo di formatura in cui per ottenere fori o forme nella lamiera si utilizza un utensile o una matrice. Le punzonatrici sono comunemente usate per i processi di punzonatura. La forza del punzone è di diverse decine di tonnellate e viene utilizzata principalmente per la formatura di materiali in lamiera.
Le presse idrauliche sono macchine utensili utilizzate per generare una forza di compressione usando un cilindro idraulico; in parole semplici, si usa la pressione esercitata su un fluido (olio) per premere qualcosa. Queste macchine funzionano sul principio della legge di Pascal: una pressa idraulica sfrutta il principio dell’incomprimibilità dei fluidi e, attraverso l’applicazione di pressione in uno spazio definito, esercita una forza su tutta la superficie. Sono disponibili diversi tipi di presse idrauliche, Presse a quattro colonne e presse in carpenteria.
Le nostre presse idrauliche hanno la capacità di esercitare pressione in un cilindro di grande diametro, per cui queste macchine occupano uno spazio molto piccolo. Le nostre sono presse molto robuste, con una struttura che ha un allungamento minimo anche in condizioni di carico massimo, con conseguente pressatura uniforme su tutta la zona di lavoro. Le nostre presse idrauliche sono classificate in base alla potenza di stampaggio: sono disponibili in diversi modelli, da 35 a 1200 tonnellate.
Applicazioni Industriali delle Presse Idrauliche
Una pressa idraulica è una macchina utensile molto importante che viene utilizzata per diverse applicazioni industriali, ad esempio per svolgere un ampio numero di funzioni quali pressatura, punzonatura, forgiatura, imbutitura, formatura e altre attività che richiedono l’applicazione di forze determinate e controllate. Nell’industria automobilistica, le nostre presse idrauliche sono principalmente utilizzate nelle produzione di stiglie dei freni e nella produzione di componenti di tenuta, nonché in piccole componenti di alta precisione. Sono utilizzati da produttori di parti di autocarri e camion per apparecchiature originali e after market.
Queste macchine sono anche molto utilizzate da aziende che sono impegnate nel settore manifatturiero di elettrodomestici. Le presse idrauliche vengono utilizzate anche per la produzione di diversi prodotti quali frigoriferi, lavaggi lavorati e altri tipi di elettrodomestici. Inoltre, queste macchine vengono utilizzate anche per la compressione di materiali per la realizzazione di pannelli in materiali compositi utilizzati nella maggior parte degli apparecchi. Nell’industria ceramica e abrasiva vengono utilizzati per compattare il materiale alimentato. Sono utilizzati anche nella produzione di articoli sportivi che includono teste di golf e ganci alpini. Infine, nell’industria aerospaziale vengono utilizzate grandi applicazioni per la produzione di pezzi di precisione per satelliti e aerei.
Confronto tra Presse: Meccaniche, Idrauliche e Servo Presse
Le presse sono macchine utensili in grado di generare elevate forze con lo scopo di tranciare o deformare plasticamente il materiale posto nello stampo. Sul basamento viene posizionata la parte fissa dello stampo, mentre la parte mobile è collegata al piano pressa dell’incastellatura. I parametri più importanti che caratterizzano una pressa sono: il tonnellaggio (cioè la massima forza che riesce a esercitare), la corsa massima, la dimensione del piano di lavoro e il numero massimo di colpi al minuto.
- Presse a vite e madrevite: usate principalmente per operazioni di estrusione della lamiera, sono dotate di uno slittone mosso da una vite che si impegna nella madrevite fissa nell’incastellatura.
- Presse a biella-manovella: utilizzate specialmente nella lavorazione a freddo della lamiera per operazioni di tranciatura e punzonatura, oppure nel caso di forgiatura a caldo. Il motore aziona un grosso volano tramite ingranaggi o cinghie e, dal volano, l’energia è trasmessa, attraverso un innesto a frizione, a un albero a eccentrico o a manovella che, per mezzo di una biella, comanda la corsa dello slittone (detto anche mazza).
- Presse idrauliche: il lavoro è prodotto dall’azione dell’olio idraulico portato in pressione da pompe a ingranaggi. Tale olio in pressione viene convogliato in uno o più pistoni idraulici di notevole diametro che spingono la mazza verso il basso. Nelle presse idrauliche può essere anche adottata la tecnologia a più effetti, in cui, oltre ad avere il movimento principale della mazza verso il basso, sul basamento si possono trovare anche dei piccoli cilindri idraulici che spingono lo stampo verso l’alto.
- Servo presse: hanno dei vantaggi significativi rispetto alle presse idrauliche e a quelle meccaniche convenzionali, come maggiore produttività e qualità superiore del prodotto finito. Inoltre, offrono all’utente vantaggi in termini di flessibilità sia sulla produttività che sui parametri di pressatura (velocità, corsa, tempi di mantenimento, ecc). Le servopresse non solo rendono possibile la formatura di materiali convenzionalmente considerati difficili da lavorare, ma offrono anche una maggiore precisione di formatura, una maggiore produttività, una notevole riduzione del rumore e un maggiore risparmio energetico.
Per loro natura le servopresse hanno una ridotta manutenzione, in quanto non ci sono parti a rapida usura (come, per esempio, il gruppo frizione delle presse meccaniche).
Principio di Funzionamento della Pressa Idraulica
La pressa idraulica è una macchina che utilizza un cilindro idraulico per generare una forza di compressione utile a comprimere gli oggetti. La pressa manuale sfrutta una pompa idraulica azionata manualmente dall'operatore che fa scendere il pistone generando una pressione sul pezzo da lavorare.
La pressa idraulica automatica motorizzata o elettroidraulica è una pressa automatica dotata di un sistema oleodinamico in grado di sviluppare una pressione grazie alla presenza di un motore elettrico a 220V o trifase a 400V (per le presse industriali professionali).
Una pressa idraulica funziona applicando i principi della legge di Pascal, che spiega come la pressione esercitata su un fluido confinato venga trasmessa uniformemente in tutte le direzioni. Il sistema è costituito da due cilindri collegati riempiti di fluido idraulico-tipicamente olio. Quando viene applicata pressione al pistone di input più piccolo, quella forza viene trasmessa attraverso il fluido a un pistone di output più grande.
Le presse idrauliche offrono una combinazione di alta potenza e controllo preciso, rendendole ideali per compiti che richiedono costanza e forza. Uno dei principali vantaggi è la loro capacità di applicare pressione costante per tutta la corsa, assicurando risultati uniformi in ogni ciclo. Inoltre, le presse idrauliche sono relativamente silenziose, efficienti dal punto di vista energetico e flessibili. Consumano energia solo durante il funzionamento e possono essere configurate con diverse matrici e utensili per adattarsi a una vasta gamma di applicazioni.
Applicazioni Specifiche e Manutenzione
Le presse idrauliche sono ampiamente utilizzate in settori come l'automotive, l'aerospaziale, la lavorazione dei metalli e delle materie plastiche. Sono indispensabili in processi come lo stampaggio dei metalli, la forgiatura, la tranciatura profonda e la compattazione delle polveri. Nel riciclaggio e nella gestione dei rifiuti, le presse idrauliche sono fondamentali per compattare rottami metallici, carta e materiali plastici in blocchi o balle gestibili.
Esistono diversi tipi di presse idrauliche, ciascuno progettato per compiti specifici. La pressa a telaio a C, con il suo frontale aperto e dimensioni compatte, è ideale per parti più piccole e operazioni che richiedono accesso frequente. Altre varianti includono presse da banco per laboratori e officine di riparazione, oltre a modelli specializzati come presse di compressione idrauliche e presse per tranciatura profonda.
La scelta della pressa idraulica giusta inizia definendo la capacità di forza richiesta, solitamente misurata in tonnellate. È essenziale assicurarsi che la macchina possa gestire i materiali e le operazioni previste senza essere sovra- o sottodimensionata. Per compiti produttivi ripetitivi, le funzionalità automatizzate come i controllori logici programmabili (PLC) e i sistemi di sicurezza possono migliorare notevolmente l’efficienza e ridurre i tempi di inattività.
La manutenzione ordinaria garantisce che la tua pressa idraulica rimanga sicura, affidabile ed efficiente. Inizia controllando i livelli del fluido idraulico e ispezionando l’olio per eventuali contaminazioni, che possono influire sulle prestazioni e causare danni ai componenti. Lubrifica tutte le parti mobili, pulisci regolarmente la pressa e verifica la precisione dei sistemi di controllo. Se la macchina include sensori o controlli digitali di pressione, calibra periodicamente tali dispositivi.
Tipi di Presse per Forgiatura
- La pressa a stampo aperto viene utilizzata per operazioni di forgiatura a stampo aperto ed è un'apparecchiatura di forgiatura completamente controllata idraulicamente.
- Le presse a stampo chiuso sono utilizzate per operazioni di forgiatura a stampo chiuso.
Le presse idrauliche possono formare con la forza su corse quasi illimitate e sono quindi molto adatte alla stiratura delle pareti.
Esempio di Pressa Vulcanizzatrice Idraulica
La pressa vulcanizzatrice idraulica da 80 tonnellate, costruita nel 2021, viene utilizzata negli impianti industriali per la lavorazione di prodotti in gomma o altri materiali termoindurenti. La macchina si distingue per la sua affidabilità e struttura stabile, è caratterizzata da un'elevata forza di pressatura di 80 tonnellate e da due piastre riscaldanti riscaldate elettricamente, lunghe 1.200 mm e larghe 1.200 mm.
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