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IL CALCOLO TEORICO DELLO SVILUPPO DELLA LAMIERA
COME SI EFFETTUA IL CALCOLO TEORICO SVILUPPO LAMIERA?
Il calcolo teorico sviluppo lamiera si può calcolare in un modo semplice.
Prima di parlare del Fattore K e di altri parametri è bene descrivere brevemente come si effettua il CALCOLO TEORICO SVILUPPO LAMIERA.
Il termine teorico indica che non si tiene conto delle deformazioni che subisce la lamiera quando viene piegata.
Ragionando quindi in condizioni ideali, il calcolo teorico sviluppo lamiera deriva direttamente dalla geometria.
Chiaramente quello che avviene nella realtà è un po’ più complesso.
In ogni caso è utile avere chiara la teoria per capire meglio cosa succede nella realtà.
Si possono utilizzare questi ragionamenti per effettuare dei controlli.
Il calcolo teorico rappresenta infatti la base per comprendere lo sviluppo della lamiera e il comportamento del materiale durante la lavorazione.
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UN ESEMPIO DI CALCOLO TEORICO SVILUPPO LAMIERA
Prendiamo ad esempio la lamiera riportata sopra.
E’ una lamiera di larghezza 130 mm con due pieghe da 30 mm (nell’immagine è quotata la dimension interna di 28mm).
Lo spessore della lamiera è 2 mm.
Il raggio interno della piega è 1 mm.
Solitamente si quotano solo le dimensioni esterne, in questo caso sono state quotate quelle interne per capire l’esercizio.
Lo sviluppo della lamiera non è altro che la lunghezza del profilo interno della sezione piegata.
A questo punto basta fare una semplice somma algebrica.
Dalla geometria sappiamo che la circonferenza = 2 x π(pi greco) x r (raggio).
Il raggio interno non è altro che un quarto di circonferenza di raggio r, se ci pensiamo.
Quindi nel nostro caso possiamo fare il calcolo teorico sviluppo lamiera sommando tutti i vari segmenti e le curve che formano il profilo interno della lamiera.
SVILUPPO LAMIERA = 28 mm – r (lato interno piega) + 2xπxr/4 (raggio interno) + 126 mm – 2r (lato interno larghezza) + 2xπxr/4 (raggio interno) + 28 mm – r (lato interno piega).
Se svolgiamo il conto otteniamo: SVILUPPO LAMIERA = 27 + 1,57 + 124 + 1,57 + 27 mm = 181,14.
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COSA CAMBIA NELLA REALTA’?
Nella realtà lo sviluppo lamiera tiene conto delle deformazioni della lamiera.
Quello che cambia è che dopo aver piegato il pezzo, non conosciamo con esattezza il profilo interno.
Come tutti i fenomeni reali le variabili in campo sono moltissime…
Ad esempio nella realtà la lamiera potrebbe non essere esattamente 2mm perfetti, le pieghe potrebbero scostarsi dai 90° esatti, la lamiera potrebbe essersi deformata creando un raggio interno diverso da uno.
Probabilmente sarà vicino alla teoria ma verosimilmente se non si tiene conto delle deformazioni ci si imbatterà in un errore.
Questo errore dipende da tante variabili, quali ad esempio la strumentazione, che spesso è diversa in ogni azienda.
Per questo motivo, si vanno a considerare le deformazioni che avvengono in fase di piegatura, non presenti nel calcolo teorico sviluppo lamiera.
Queste deformazioni sono strettamente legate al processo di piegatura della lamiera e alle modalità con cui viene eseguito.
Per ottenere uno sviluppo il più corretto possibile si utilizzano dei parametri che tengono conto delle modifiche che subiscono le lamiere.
Queste deformazioni dipendono dal materiale, dal raggio di piegatura, dallo spessore e dalla strumentazione utilizzata.
Quando si piega un pezzo, il punzone andrà a comprimere il lato interno della lamiera mentre quello esterno subirà una trazione.
Il Fattore K identifica la posizione dell’asse neutro all’interno dello spessore.
Grandi ragionamenti teorici fatti su base matematica possono portare a calcolare una stima dello sviluppo reale della lamiera eseguendo calcoli che tengono conto dei fattori determinanti le deformazioni.
CALCOLARE IL FATTORE K IN MODO SEMPLICE
Senza scendere in concetti complicati si può impostare nel software per esempio un fattore k=0 e un raggio di piegatura r=”spessore materiale” per un determinato spessore e materiale.
Questo ci porta nella condizione di idealità che abbiamo visto con il calcolo teorico sviluppo lamiera.
Partendo da questa condizione ben definita si può disegnare un semplice pezzo campione da cui partire.
Una volta tagliato e piegato, si possono considerare le reali differenze tra la parte disegnata e quella piegata.
Modificando questi due parametri si può arrivare empiricamente a trovare dei valori che annullino gli errori tra il pezzo disegnato e quello reale.
Una volta trovato il Fattore K relativo allo spessore, al materiale e alla strumentazione utilizzata, si può ripetere l’operazione per tutte le altre combinazioni.
Questa operazione può sembrare lunga e noiosa, in ogni caso viene fatta una sola volta per ogni combinazione.
Ogni carpenteria può così crearsi la propria tabella con i propri Fattori K in quanto la strumentazione può essere diversa dalle altre aziende.
Una volta completate le lavorazioni di taglio e piegatura, i componenti possono essere assemblati tramite diversi tipi di saldatura in base alle esigenze strutturali.
In questa fase possono entrare in gioco anche lavorazioni come la punzonatura della lamiera, utilizzata per realizzare fori e dettagli prima della piegatura.
Tra i processi rientra la saldatura TIG, utilizzata quando sono richiesti elevati standard qualitativi.
Successivamente possono essere applicati trattamenti superficiali come la sabbiatura per migliorare la finitura del pezzo.
Uno studio di progettazione meccanica può aiutare a calcolare gli sviluppi dei particolari piegati.