Presse Idrauliche: Funzionamento e Tipologie
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.
Come funzionano le presse idrauliche?
Nelle 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.
Alla base del funzionamento di una pressa idraulica vi è il serbatoio dell’olio che genera la forza che la fa funzionare; l’olio idraulico viene inviato al pistone che, collegato a una piastra, comprime i materiali. La leva e la pompa - attraverso la pressione idraulica - azionano i pistoni e la pressa che effettua la compressione.
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.
Una pressa oleodinamica è composta principalmente da due cilindri idraulici, uno più grande, detto cilindro principale, e uno più piccolo, noto come cilindro di pompa. Il cilindro di pompa è collegato a una leva o a un pedale azionato dall’operatore. Quando l’operatore aziona la leva o il pedale, la pompa inizia a comprimere l’olio idraulico nel cilindro principale, creando così una pressione che viene trasmessa attraverso un pistone all’interno del cilindro principale.
Le presse idrauliche si distinguono dalle presse meccaniche sulla base del sistema con cui viene prodotta la forza applicata. Le presse meccaniche a loro volta sono suddivise in presse a vite o presse eccentriche.
- Le presse a vite vengono utilizzate essenzialmente per operazioni di estrusione della lamiera e di stampaggio a caldo. Le presse a vite sono dotate di uno slittone portattrezzo movimentato da una vite che si inserisce nella madrevite fissa nell’incastellatura.
- Le presse eccentriche sono utilizzate soprattutto nella lavorazione a freddo della lamiera per operazioni di tranciatura e punzonatura.
Le 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.
Le presse a biella-manovella sono 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). Un freno meccanico viene poi innestato mantenendo ferma la mazza una volta che il ciclo di discesa è concluso.
Vantaggi delle presse idrauliche
Le presse idrauliche presentano diversi vantaggi:
- Sono in grado di comprimere qualsiasi tipo di materiale.
- Sono più compatte delle presse meccaniche di forza equivalente.
- Permettono di applicare la forza di pressatura massima lungo l’intera corsa.
- La velocità di funzionamento è facile da regolare, permettendo di controllare la pressione esercitata dall’utensile sul pezzo.
Inoltre, la pressa idraulica da officina ha diversi vantaggi rispetto ad altre tipologie di presse, come quelle meccaniche o pneumatiche.
Innanzitutto, sono macchine utensili estremamente potenti e in grado di generare una quantità incredibile di forza, permettendo di eseguire operazioni come la piegatura, la raddrizzatura, la pressatura e l’estrazione con facilità.
Una pressa idraulica presenta alcuni vantaggi, in particolare il fatto di assicurare un buon funzionamento nel tempo grazie all’azione dell’olio che riduce l’attrito tra le varie componenti e alla tecnologia che assicura buone prestazioni in diversi ambiti.
Svantaggi delle presse idrauliche
In generale, le presse idrauliche hanno velocità di lavoro inferiori rispetto alle presse meccaniche e, pur essendo particolarmente adatte per la produzione di piccole serie e per l’imbutitura profonda, possono essere destinate anche ad altri usi.
Servopresse: un'alternativa
Le servopresse 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).
Tipologie di presse idrauliche
Le presse idrauliche si dividono essenzialmente in presse a doppio montante e a collo di cigno, a seconda della direzione delle parti dedicate alla compressione e, di conseguenza, della loro struttura. Nonostante il medesimo principio di funzionamento, le macchine a doppio montante assicurano pressioni di lavoro più elevate e risultano essere più performanti.
Ecco alcuni tipi di presse idrauliche disponibili:
- Presse a quattro colonne
- Presse in carpenteria
- Presse manuali (incluse le presse idrauliche da banco)
- Presse idrauliche con pompa idropneumatica a pedale
- Presse elettroidrauliche
Le più comuni sono le presse a 2 o 4 colonne, in quanto limitano le deformazioni del telaio. Le cosiddette presse a collo di cigno, invece, hanno una tonnellaggio inferiore ma sono meno ingombranti e si aprono non solo frontalmente ma anche lateralmente, facilitando così la manipolazione dei pezzi.
La pressa a ginocchiera, o pressa a leva, rappresenta invece una buona opzione per realizzare operazioni che richiedano molta pressione solo a fine corsa, come la punzonatura e la rivettatura.
È possibile scegliere tra una pressa a doppio effetto, ideale per realizzare tagli profondi, e una pressa a singolo effetto.
Componenti principali di una pressa idraulica
Una pressa idraulica è composta da diversi elementi chiave:
- Tonnellate: Indicano la forza esercitata dalla pressa.
- Telaio: Può avere una forma ad A (nelle presse da banco) o una forma ad H.
- Pistone: La parte che fuoriesce quando si agisce sulla pressione dell’olio.
- Piano di appoggio: La traversa su cui viene appoggiato il pezzo da lavorare.
- Manometro: Strumento per misurare la pressione esercitata.
- Accessori: Elementi aggiuntivi che facilitano il posizionamento del pezzo.
Applicazioni delle presse idrauliche
La pressa idraulica ha moltissimi impieghi in ambito industriale, laddove è necessario comprimere, compattare e imballare dei materiali (ferro, lamiera, ecc.) fino a pesi molto elevati. La pressa è in grado di generare una pressione in maniera continuativa e progressiva riuscendo a tranciare o deformare il materiale collocato nello stampo. Le pressioni generate variano da pochi chilogrammi a migliaia di tonnellate al metro quadro.
Le presse idrauliche sono ampiamente utilizzate nelle officine meccaniche per svolgere lavorazioni varie, come piegare la lamiera, smontare dei cuscinetti, per effettuare riparazioni su dei motori o per la raddrizzatura di materiali.
Le presse industriali sono utilizzate nelle fabbriche per formare o assemblare pezzi tramite applicazione di una pressione.
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.
Utilizzo delle presse idrauliche per molle
Le presse idrauliche sono strumenti essenziali per il test e la caratterizzazione delle molle, garantendo precisione e affidabilità nei risultati.
Una pressa idraulica per molle è progettata per applicare una forza controllata su una molla al fine di misurarne le caratteristiche meccaniche, come la rigidità e la resistenza. Durante le prove di caratterizzazione, le molle vengono compresse, accumulando energia elastica.
Esistono diverse tipologie di presse idrauliche per molle, ognuna adatta a specifiche esigenze di test. La scelta dipende dalle dimensioni delle molle, dai carichi richiesti e dalla precisione necessaria.
- Presse Standard: Adatte per test di routine e applicazioni generali.
- Presse Specializzate: Progettate per test specifici, come prove di fatica o test a temperature estreme.
Criteri di scelta di una pressa idraulica
Il tipo di operazione da realizzare è sicuramente il principale criterio di scelta. È inoltre necessario avere un’idea molto precisa di quelle che saranno le dimensioni dei pezzi dopo la formatura o, nel caso della punzonatura e della rivettatura, delle dimensioni dei pezzi da lavorare.
Il tonnellaggio della pressa, o forza di pressione o di pressatura, è invece la forza massima che la pressa è in grado di esercitare ed è un altro criterio di scelta di fondamentale importanza. Per calcolare la forza di pressione di cui avrete bisogno dovrete tenere in considerazione il materiale dei pezzi da pressare, il loro spessore e le caratteristiche specifiche dell’operazione da eseguire (ad esempio, la profondità di stampaggio o il perimetro di taglio).
Anche il tipo di produzione da realizzare inciderà sulla vostra scelta. In base a questo criterio potrete scegliere tra presse che permettono di lavorare su un solo pezzo alla volta, di realizzare piccole serie o di realizzare di grandi serie.
Per un uso occasionale o per la produzione di piccole serie, ci si potrà orientare verso una pressa manuale, meccanica o idraulica oppure optare per una pressa elettrica, portatile o no.
Qualora invece si punti ad una produzione in serie, sarà necessario determinare come prima cosa se i pezzi dovranno essere sottoposti ad un’unica operazione o a più operazioni di formatura.
Uno dei criteri da tenere in considerazione nella scelta di una pressa industriale è la sua configurazione. Poiché una struttura compatta aumenta la resistenza alle flessioni laterali, le presse con maggiore tonnellaggio sono generalmente monoblocco.
L’apertura della pressa verrà dimensionata tenendo conto della profondità di stampaggio e dell’altezza necessaria per rimuovere il pezzo dalla pressa ad operazione conclusa.
Anche la velocità di lavoro è un fattore importante, soprattutto se la pressa è destinata alla produzione in serie.
Quando usare una pressa idraulica?
Le presse idrauliche sono in grado di comprimere qualsiasi tipo di materiale e, in generale, sono più compatte delle presse meccaniche di forza equivalente.
Le presse pneumatiche sono in grado di raggiungere alte velocità di pressatura, sono molto versatili e facili da usare. Sono destinate principalmente ad operazioni che possono essere realizzate anche applicando un tonnellaggio basso, nonché alla produzione di piccole serie.
Le presse pneumatiche, inoltre, sono particolarmente adatte per realizzare operazioni di marcatura, pressatura di terminali e rivettatura.
Il processo di piegatura con presse idrauliche
La funzione principale di una pressa piegatrice è quella di lavorare un foglio di lamiera per conferirgli una determinata forma. Generalmente sono macchine ad azione verticale nelle quali la forza generata dalla pressione del circuito oleodinamico provvede alla piegatura del pezzo da produrre. In relazione ad esso, i macchinari dedicati variano per potenza, forma e dimensioni.
Nel caso in cui il processo di piegatura richieda più operazioni, è possibile una lavorazione tramite una linea di presse coadiuvate da manipolatori o robot, soprattutto se il pezzo ha dimensioni non gestibili a livello manuale.
Se il pezzo è maneggevole, le varie operazioni possono essere effettuate con la stessa pressa, ma con l’ausilio di apposti alimentatori, transfer e nastri di scarico.
Il processo di piegatura è un tipo di alterazione plastica grazie alla quale si ottiene la deformazione della lamiera. In relazione all’angolo di raccordo, le piegature che si possono realizzare da dei semilavorati piani sono a U e V.
Per la piegatura di lamiere in acciaio industriale occorre una pressa piegatrice dotata di caratteristiche particolari e specifiche. È un dato di fatto che gli acciai variano le loro caratteristiche anche solo da colata a colata, nonché per eventuali difformità nel processo produttivo.
In secondo luogo, una volta piegata la lamiera, i dati di targa dell’acciaio si modificano irreversibilmente dando origine a un materiale di struttura interna e caratteristiche fisiche differenti. Questo anche grazie all’orientamento delle fibre della struttura dell’acciaio createsi durante la laminazione.
Alternative all'acquisto: le aste giudiziarie
Acquistare una pressa idraulica può essere difficile, in particolar modo quando il budget a disposizione è piuttosto contenuto.
In tutti questi casi esiste un’alternativa valida alla compravendita tradizionale: l’asta giudiziaria. Tramite le aste giudiziarie il Tribunale mette in vendita in maniera forzata i beni di un debitore insolvente con l’obiettivo di rimborsare in tempi brevi i creditori procedenti.
Molto spesso, la vendita riguarda lotti provenienti da fallimenti aziendali e include anche beni industriali, tra cui presse idrauliche e altre tipologie di macchinari.
In questi casi i soggetti che cercano presse idrauliche a prezzi bassi possono sfruttare le aste giudiziarie per concludere un affare.
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