La scanalatura a V rende possibile la piega impossibile
La scanalatura a V taglia una scanalatura che riduce lo spessore del metallo sulla linea di piega e consente di produrre un raggio di curvatura esterno molto ridotto.
Domanda: Lavoro in officine da molti anni, ma fino a poco tempo fa non avevo mai sentito parlare della scanalatura a V per la produzione di parti in lamiera. Tutto ciò che ho letto sull'argomento, che non è molto, parla dei vantaggi della scanalatura a V ma non tanto di ciò che accade dopo che queste scanalature sono nella parte piatta. Hai ancora bisogno di una pressa piegatrice o la parte è formata a mano? Come viene prodotto il raggio interno in questo tipo di piega e come vengono calcolate la tolleranza di piega e la detrazione di piega? Quando, come e dove dovrei usare la scanalatura a V e che tipo di parti ne trarrebbero beneficio?
Risposta: Mi sono imbattuto per la prima volta nel concetto di grooving negli anni '60, ma questa è un'altra storia che è meglio lasciare intatta. I 40 anni di avanzamento rapido e la scanalatura ora hanno un'interpretazione molto diversa, almeno per quanto riguarda la produzione di parti in lamiera e lamiera.
Scanalatura del piccolo
Ho incontrato per la prima volta scanalature metalliche circa 10 anni fa mentre producevo pezzi estremamente piccoli nel mio negozio. I materiali erano più sottili di 0,012 pollici, con una tolleranza dimensionale di ± 0,0015 pollici e una tolleranza angolare di ± 0,5 gradi. Per quegli spessori e materiali, l'attacco fotografico era l'opzione migliore per produrre il piatto. La fotoincisione ha fatto ben più del semplice taglio del perimetro del pezzo. Mi ha anche dato la possibilità di utilizzare le linee a mezza incisione per stabilire le linee di piega.
Nel processo di fotoincisione, un laminato è fissato su entrambi i lati del foglio. Il laminato presenta ritagli in cui manca il laminato, esponendo il metallo sottostante. L'acido spruzzato si allontana dal metallo esposto per produrre i bordi delle caratteristiche e il bordo esterno della parte. Per le linee di piegatura a mezza incisione, un solo laminato tagliato viene posizionato su un lato del pezzo, sulla superficie del materiale che sarà all'interno del raggio di curvatura, eliminando solo metà dello spessore del materiale e stabilendo la posizione e direzione della curva.
Per un determinato ordine di lavoro ho ricevuto tutti i pezzi che si sarebbero adattati a un 12 per 18 in. foglio. Il concetto e il processo hanno funzionato bene su questa piccola scala. Queste parti sono state placcate in oro dopo la formazione, il che non ha lasciato alcun segno che la linea di mezza incisione fosse presente. Nota, il processo di incisione fotografica non funziona con tutti i tipi di materiale.
Scanalatura su una scala più ampia
Al di fuori del mondo della fotoincisione, definiamo la scanalatura a V per la piegatura come un metodo per stabilire la linea di piega e l'angolo di piega usando scanalature tagliate lungo la linea di piega. È anche noto come score score, V-cut e back-score. Il processo di scanalatura, eseguito da una macchina da taglio separata, produce un taglio a V situato sulla linea di piega. Dopo il taglio della scanalatura, la curva può essere completata con la pressa piegatrice o anche a mano. Alla pressa piegatrice, l'operatore può piegare il metallo scanalato in varie angolazioni e forme utilizzando strumenti standard o personalizzati.
La scanalatura a V funziona meglio con (ma non si limita a) spessori di materiale da 0,031 a 0,236 pollici. Funziona con metalli ferrosi e non ferrosi e altri materiali, tra cui plastica, alluminio, lastre composite, ottone, bronzo, rame, oro, argento, zinco, acciaio inossidabile colorato con rivestimento PVD, vari tipi di acciaio inossidabile e acciaio dolce.
Perché V-groove?
Alcune parti presentano caratteristiche che i tradizionali metodi di piegatura delle presse piegatrici non sono in grado di produrre. Quando l'aria forma una lamiera su una pressa piegatrice, il punzone spinge il materiale nello spazio della matrice. Durante la formatura, il foglio passa dallo stato elastico al suo stato di plastica, dove il foglio rimane piegato. L'angolo di piega viene impostato in funzione della profondità di penetrazione nello spazio della matrice, con un raggio di curvatura interno quasi uguale allo spessore del materiale, a seconda della larghezza della matrice.
Il comportamento dell'asse neutro è centrale nella flessione della lamiera. Nella condizione piatta, l'asse neutro si trova al centro dello spessore del materiale. Durante la flessione, si verificano sollecitazioni di compressione all'interno della curva, verso il raggio di curvatura interno, mentre l'espansione avviene verso il raggio esterno. Queste sollecitazioni spostano l'asse neutro verso la superficie interna della curva.
Questo spostamento dell'asse neutro produce l'allungamento che vediamo quando viene piegata una parte in lamiera o lamiera. Ricorda che l'appartamento è sempre più piccolo della somma totale delle dimensioni esterne del pezzo finito.
Carenze della piegatura tradizionale
La sollecitazione di trazione laterale sul raggio di curvatura esterno spesso porta allo scolorimento visto all'esterno della curvatura, cosa inaccettabile per un'applicazione architettonica. La scanalatura a V del foglio o della piastra riduce lo spessore sulla linea di piegatura, il che a sua volta riduce l'allungamento e la conseguente deformazione causata dalla forza di trazione laterale durante la piegatura.
Quando flange lunghe e strette sono piegate su una pressa piegatrice, la deformazione si verifica dalle forze di compressione applicate attraverso la larghezza della curva. Questa deformazione forza il materiale ad allungarsi longitudinalmente (parallelamente alla linea di piega), convessando il bordo della curva ad entrambe le estremità.
Allo stesso tempo, il raggio di curvatura esterno, sotto tensione di trazione, fa allungare leggermente la parte nella direzione della larghezza (perpendicolare alla linea di piega). Questo fa sì che il raggio di curvatura esterno si "attiri" in qualche modo, creando una condizione concava centrale. Maggiore è la deformazione, più pronunciata diventa la condizione centro-concava sul raggio esterno. Per la maggior parte delle parti quest'area concavata non ha conseguenze, ma in un'applicazione architettonica è un grosso problema in quanto cambia l'aspetto del pezzo finito.
Poiché la scanalatura a V riduce lo spessore del materiale sulla linea di piega, vedrai meno di questo concavaggio che provoca errori di rettilineità; spesso il raggio esterno diventa così piccolo, il concavo non è un problema.
Nella piegatura ad aria convenzionale, otterrai i migliori risultati quando ti avvicini il più possibile ad avere una relazione uno a uno tra il raggio di curvatura interno e lo spessore del materiale, una piega perfetta. Tuttavia, a seconda del tipo di materiale e della tempra, potrebbe essere necessaria una curva a raggio zero. E devi ancora lasciare una superficie esterna liscia sul pezzo finito.
A volte una parte potrebbe richiedere un raggio producibile con una forma aerea tradizionale e un operatore esperto potrebbe certamente produrre questo tipo di curve. Ma ci sono così tanti spessori e variazioni di trazione all'interno della zona di tolleranza per un particolare calibro di fogli. Raggiungere parti coerenti nel tempo non è facile e le incoerenze del materiale nella pressa piegatrice possono provocare variazioni nell'angolo di piega, nel raggio interno e nella dimensione.
Da qui il vantaggio di assottigliare il materiale sulla linea di piega con scanalatura a V e la conseguente riduzione del raggio di curvatura. L'assottigliamento del materiale sulla linea di piega indebolisce la piega, ma se la resistenza di piega (inferiore) risultante soddisfa i requisiti del lavoro, allora dovrebbe essere una tecnica praticabile per produrre angoli e dimensioni di piegatura nitidi, puliti e coerenti. La scanalatura a V migliorerà anche la precisione della tacca e l'aspetto della parte finita.
Vantaggi architettonici
Il metodo funziona bene per le costruzioni architettoniche. Può rendere le superfici decorative facili da produrre per progetti come hall di banche, hotel, aeroporti, ristoranti, centri commerciali e persino attrezzature da cucina in cui la finitura e l'aspetto generale sono gli obiettivi principali. I produttori di parti in lamiera per pannelli architettonici decorativi, sistemi di pareti e altri componenti estetici usano spesso scanalature a V per produrre spigoli vivi nei pannelli che, una volta collegati e montati, danno l'impressione di essere un'unità senza giunzioni.
Il processo produce un raggio di curvatura molto piccolo che soddisfa le esigenze di lavori specifici. Inoltre, il raggio di curvatura ridotto mancherà di matrici eccessive che si otterrebbero da un'operazione di coniatura tradizionale o di fondo.
Nei pannelli grandi o spessi, la scanalatura a V tende a ridurre l'inscatolamento dell'olio (ondulazione) nella superficie del metallo, a differenza dei metodi di formatura tradizionali che introducono o amplificano l'inscatolamento dell'olio e condizioni simili come rughe e deformazioni.
In una forma aerea standard, il processo di curvatura produce un effetto concavo sul raggio esterno. Un problema per la maggior parte delle parti, questo può essere un problema per alcune applicazioni architettoniche.
Di solito, se si va troppo piccoli con il raggio interno per un'operazione di formatura, si finirà per incrinarsi sulla superficie esterna della curva. Ma la scanalatura a V consente al produttore di un pezzo architettonico di soddisfare i requisiti critici di un piccolo raggio interno, producendo parti senza i segni di piegatura della formatura tradizionale. La precisione dimensionale è perfetta, l'aspetto del pezzo finito è di prim'ordine e la precisione dell'angolo di piega è eccellente.
La curvatura con scanalatura a V riduce anche le deviazioni della rettilineità del bordo del raggio su pezzi lunghi e stretti. La parte migliore è che anche le forme complicate possono essere prodotte sulla pressa piegatrice usando strumenti acuti standard.
Imbrogliare un professionista
Ancora una volta, la scanalatura a V riduce significativamente lo spessore del materiale sulla linea di piega. Un'applicazione tipica potrebbe comportare l'alluminio preverniciato che un negozio deve formare senza incrinature (piccole crepe) all'esterno della curva. La piegatura ad aria convenzionale con una pressa piegatrice produce un raggio esterno relativamente ampio, ancora una volta, poiché il materiale all'esterno dell'asse neutro si sta espandendo. Tuttavia, la vernice superficiale non si allunga bene, quindi la screpolatura all'esterno della curva. La scanalatura a V può ridurre della metà lo spessore del materiale sulla linea di piega, da 0,080 a 0,040 pollici, il che consente un raggio di curvatura pulito e stretto.
Tuttavia, l'assottigliamento del materiale riduce la distanza dal raggio di curvatura esterno all'asse neutro, e questo rende il processo al meglio. La curva naturalmente vuole verificarsi al centro della scanalatura a V, quindi se si desidera apportare lievi regolazioni ai backgauges per la posizione della curva, la scanalatura a V non sempre collabora. Inoltre, le regolazioni dell'angolo di piega non funzionano abbastanza bene come si potrebbe pensare, soprattutto se lo spessore del materiale varia.
Anche il processo di scanalatura a V può rappresentare una sfida. Ci vorrà del tempo per raggiungere la necessaria profondità di comprensione per applicare tutte le possibilità offerte dalla V-grooving. E sebbene una scanalatura lavorata appaia piacevole, in molti casi può essere un'aggiunta molto lenta e costosa a un processo di piegatura.
Detto questo, una volta completata la curva scanalata, ha un raggio di curvatura esterno visibilmente più stretto e più pulito che indurrebbe facilmente un professionista a credere che stavi lavorando con materiale di scartamento più leggero.
