Presse Piegatrici Idrauliche: Funzionamento, Manutenzione e Sicurezza

Le presse piegatrici idrauliche sono macchine fondamentali nel settore metalmeccanico, utilizzate per la piegatura a freddo di lamiere. Queste macchine impiegano un punzone montato su una traversa mobile che viene accostato a una matrice fissa, sagomata in base alla piegatura desiderata. L'azionamento può essere meccanico, idraulico o pneumatico, ma ci concentreremo sulle presse idrauliche.

Utensili per Presse Piegatrici

Gli utensili utilizzati nelle presse piegatrici si dividono principalmente in due categorie:

UTENSILI SUPERIORI, detti punzoni o coltelli.
UTENSILI INFERIORI, detti matrici, cave o raramente prismi.

Lo standard più diffuso è quello chiamato “europeo” con gli intermediari Promecam (dall’azienda francese, ormai chiusa, che per prima li produsse e li diffuse), in tutte le sue derivazioni e miglioramenti. Esistono intermediari Promecam con bloccaggio manuale, pneumatico, idraulico, attacco rapido, ecc. Questi intermediari fanno da “cuscinetto” tra gli utensili e il pestone e solitamente sono dotati di un cuneo posteriore con il quale se ne regola l’altezza, correggendo di fatto la chiusura degli angoli. Hanno spesso delle placchette che possono essere smontate per consentire l’installazione di utensili rovesci, se ve ne fosse bisogno.

L’altro standard (in realtà ne racchiude diversi) è quello che utilizza utensili generalmente più alti e, soprattutto, coassiali. La differenza ulteriore che si nota è l’assenza di intermediari tra utensili e pestone: i punzoni vengono fissati direttamente alla traversa mediante diversi tipi di attacco. Un modello molto diffuso è l’attacco Wila, chiamato da alcuni “standard americano”.

Indipendentemente dallo standard, la scelta degli utensili è un’azione da compiere con cura e valutando molteplici aspetti quali tipo di materiale, spessore, piega da ottenere e ingombri del pezzo. I punzoni, ad esempio, presentano una forma ben specifica che ne rivela, già a prima vista, lo scopo per cui sono stati realizzati. Un punzone avente un grande incavo, chiamato in gergo “collo di cigno”, è sicuramente stato realizzato per poter ottenere pezzi a C profonda, con doppie pieghe che altrimenti genererebbero collisioni.

Come si può ben notare, è presente un reticolato che serve ad indicare gli ingombri raggiungibili con quel punzone specifico su un pezzo da piegare. Il risultato che si ottiene è da considerarsi puramente indicativo, in quanto possono esserci condizioni in cui è necessario scegliere una matrice con una larghezza di V minore (ad esempio, in presenza di bordi minimi ridotti o di fori vicino alla linea di piegatura).

Un esempio pratico: in presenza di uno spessore di 3 mm di S235 (acciaio al carbonio da carpenteria tra i più utilizzati) è consigliata una matrice da V= 25. s*8 in questo caso risulta 24, ma 25 è la misura commerciale più vicina. Nulla vieta, ovviamente, di utilizzare una matrice con V=20; è però sconsigliato scendere ancora a valori, ad esempio, di V= 16. Ciò comporta una difficile standardizzazione delle lavorazioni. C’è anche da considerare che le misure del pezzo finito variano al variare della larghezza V della matrice, in virtù del fatto che minore è tale larghezza, più piccolo è il raggio interno naturalmente scaturito sul pezzo. Per l’acciaio inossidabile Aisi 304 tale valore va moltiplicato per 1,4.

Con due o tre profili, ad esempio con un punzone dritto, uno curvo e uno «a collo di cigno», l'industriale può piegare la maggior parte dei pezzi. Gli utensili si distinguono per tipo di profilo (dritto, curvo, a collo di cigno), per angolo, raggio e altezza.

In generale conviene scegliere quelli più polivalenti. La maggior parte degli stabilimenti che lavorano la lamiera sceglie matrici e punzoni da 30°, che presentano il vantaggio di poter «piegare tutto», sia fori piccoli semplici, a 90°, che pieghe d'angolo. Ma questa scelta non ha solo pregi: i fori rotondi verranno ad esempio deformati dalla piegatura, se posizionati troppo vicino alla piega.

Esistono anche matrici anti-deformanti con dei rulli che accompagnano il movimento dall'inizio alla fine. È una soluzione interessante, che ha anche il vantaggio di non lasciare segni di piegatura.

Gerrit Gerritsen - Bystronic suggerisce «di scegliere utensili frazionati che siano meno lunghi possibile e di un peso massimo di 10 kg. Gli utensili frazionati offrono una flessibilità maggiore, come ad esempio la possibilità di prevedere più stazioni. Un altro punto su cui riflettere è l'eventualità di ricorrere ad utensili speciali da adattare alle caratteristiche dei pezzi prodotti. Per fare un esempio, prendiamo gli utensili per l'inginocchiatura (joggle). I costruttori di utensili propongono diverse soluzioni. L'utensile può ad esempio essere composto da più parti per poter realizzare con lo stesso utensile diversi tipi di inginocchiatura.

Infine, la qualità dell'utensile si rivela fondamentale, e in particolare la durezza. Un utensile di buona qualità non si deforma col tempo. Patrick Cots - Wilson Tool esplicita: «Il trattamento Nitrex sulle matrici permette di ottenere una durezza di 65 Hrc su una penetrazione di 5/10.

Sicurezza nelle Presse Piegatrici

Le presse, nonostante i progressi nei sistemi di sicurezza, rimangono macchine potenzialmente pericolose. Il rischio principale è lo schiacciamento degli arti superiori durante l'accostamento della traversa alla matrice.

Misure di Sicurezza

A seconda della modalità di funzionamento (ciclo automatico o singolo con alimentazione manuale), sono necessarie diverse protezioni:

Funzionamento a Ciclo Automatico

La protezione del fronte macchina può essere ottenuta con:

Utensili chiusi che impediscono il passaggio delle dita.
Ripari fissi che impediscono il raggiungimento della parte pericolosa.

Funzionamento a Ciclo Singolo e Alimentazione Manuale

La protezione del fronte macchina può essere ottenuta con:

Ripari mobili interbloccati che impediscono l'accesso alla zona pericolosa.
Velocità lenta di chiusura (≤ 10 mm/s) abbinata ad un dispositivo di comando ad azione mantenuta.
Barriere immateriali verticali od orizzontali che arrestano la macchina in caso di attraversamento.
Sistemi laser scanner che creano un'area protetta e arrestano la macchina in caso di intrusione.
Dispositivi di protezione laser applicati alla traversa mobile che rilevano ostacoli e arrestano il movimento.

Per le presse meccaniche con innesto a frizione e alimentazione manuale, è necessario integrare le protezioni con ulteriori dispositivi di sicurezza.

Nel caso di presse di vecchia costruzione (prima del luglio 2003), spesso presenti sistemi monoraggio o comandi a due mani, è fondamentale effettuare una valutazione accurata dei rischi e provvedere all'adeguamento con dispositivi più idonei.

Sicurezza nelle Presse Idrauliche

La pressa idraulica utilizza un fluido in pressione per trasmettere l'energia necessaria alla lavorazione della lamiera. I principali elementi di pericolo includono:

Schiacciamento degli arti superiori tra le due parti dello stampo.
Schiacciamento a causa di cadute per gravità durante la produzione.
Schiacciamento a causa di cadute per gravità durante il cambio stampo, la manutenzione, la riparazione.
Schiacciamento durante le fasi di messa a punto stampo e regolazione corsa.

I circuiti idraulici devono essere progettati per garantire la sicurezza:

Protezione degli elementi contro effetti esterni dannosi.
Assenza di getti pericolosi di fluido in pressione in caso di rotture.
Scarico della pressione dei serbatoi quando la macchina è isolata.
Impossibilità di superare la pressione massima di esercizio di oltre il 10%.
Dispositivi che garantiscono l'arresto o la discesa controllata delle parti mobili in caso di guasti.
Dispositivo che disinserisce il comando della pressa in caso di superamento della corsa di arresto.

Azioni per la Sicurezza e l'Igiene del Lavoro

Prima dell'utilizzo della pressa idraulica:

Consultare i manuali d'uso e manutenzione.
Verificare la presenza e il corretto posizionamento dei ripari e il funzionamento dei dispositivi di sicurezza.
Verificare il funzionamento dei dispositivi di interblocco dei ripari.
Verificare il funzionamento del pulsante di arresto di emergenza.
Rimuovere gli utensili non necessari.
Estrarre le chiavi dai selettori modali e conservarle presso un preposto.
Indossare i dispositivi di protezione individuale (DPI).

Durante l'utilizzo:

Mantenere i ripari e i dispositivi di sicurezza correttamente posizionati.
Prima di interventi di messa a punto e manutenzione, assicurarsi che non vi siano elementi in pressione e scaricare la pressione con la valvola manuale.
Segnalare tempestivamente trafilamenti o perdite d'olio.
Segnalare eventuali malfunzionamenti o guasti.

Dopo l'utilizzo:

Far scendere completamente la parte mobile dello stampo superiore.
Spegnere la macchina.
Lasciare libera, in ordine e pulita la zona circostante la macchina.
Riporre le attrezzature e gli strumenti di misura negli appositi contenitori.
Ripristinare il funzionamento di ripari eventualmente disattivati.

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