Principi fondamentali e logica
Questo processo sfrutta la pressione meccanica generata dai rulli rotanti insieme alle caratteristiche di deformazione plastica del materiale per modellare gradualmente il materiale in una forma preimpostata attraverso una serie di passaggi di laminazione. Nello specifico il processo può essere scomposto nelle seguenti fasi:
Trasmissione della forza: un motore fa ruotare i rulli; quando il materiale entra nello spazio tra i rulli, è soggetto sia a forze di compressione radiali che a forze di attrito.
Deformazione plastica: sotto pressione, lo stress del materiale supera il suo limite di snervamento, determinando un cambiamento irreversibile nella sua forma.
Formatura continua: il materiale avanza continuamente mentre i rulli ruotano; subendo un'elaborazione sequenziale attraverso più serie di rulli, alla fine raggiunge il profilo di sezione trasversale- desiderato.
Elementi operativi chiave
Sistema a rulli: il cuore della forma e del controllo della pressione
Design del rullo:
Le superfici dei rulli sono progettate con scanalature convesse e concave specifiche per adattarsi al profilo trasversale-della sezione target (ad esempio, quando si produce acciaio per canali a C-, i contorni dei rulli devono corrispondere esattamente al profilo del canale richiesto). Gruppi multipli di rulli sono disposti secondo il principio della "formatura progressiva"-i rulli precedenti eseguono la piegatura iniziale, mentre i rulli successivi perfezionano gradualmente le dimensioni e gli angoli per ottenere la forma finale.
Regolazione della pressione:
Vengono impiegati meccanismi idraulici o meccanici per regolare lo spazio tra i rulli, controllando così l'entità della pressione applicata. Una pressione insufficiente determina una formatura incompleta, mentre una pressione eccessiva può portare alla rottura del materiale o all'usura accelerata dei rulli.
Sistema di alimentazione e trasmissione del materiale
Metodo di alimentazione:
Il materiale (ad esempio nastri di acciaio, fogli di alluminio) viene alimentato nello spazio tra i rulli a velocità costante da un dispositivo di alimentazione (come un trasportatore a rulli o un nastro trasportatore). La velocità di alimentazione deve essere sincronizzata con la velocità di rotazione dei rulli (tipicamente compresa tra 0,5 e 10 metri al minuto, regolata in base allo spessore del materiale e alla complessità della formatura).
Trasmissione di potenza:
Un motore aziona i rulli tramite componenti quali riduttori di velocità e scatole degli ingranaggi, garantendo una velocità di rotazione stabile (con una tolleranza inferiore o uguale all'1%) per evitare deviazioni dimensionali nel prodotto formato causate da fluttuazioni di velocità.
Dispositivi di guida e posizionamento Guida in ingresso:
All'ingresso vengono utilizzate piastre guida svasate o rulli guida regolabili per garantire che il materiale entri con precisione al centro dello spazio tra i rulli, evitando così distorsioni o deformazioni.
Posizionamento post-Forming:
All'estremità di scarico sono installati rulli di supporto o dispositivi di raddrizzamento per evitare che il profilo formato subisca deformazioni causate dal rilascio delle tensioni.
Analisi passo-passo-passo del processo di formazione
Prendendo come esempio la formatura dell'acciaio C-channel, il flusso di lavoro può essere suddiviso in quattro fasi:
Fase di alimentazione iniziale
Il materiale in fogli piani viene alimentato da un meccanismo di alimentazione nel primo set di rulli, che eseguono una pressa iniziale per stabilire l'angolo di pre-piegatura per le flange laterali (ad esempio, 15–30 gradi).
Fase di formazione progressiva
Il materiale passa in sequenza attraverso i gruppi da 2 a 8 di rulli (a seconda della precisione richiesta); ogni serie di rulli aumenta progressivamente l'angolo della flangia (ad esempio, di 10–15 gradi per passaggio) controllando contemporaneamente l'altezza e la planarità del nastro (la sezione verticale centrale).
Fase di finitura e dimensionamento
Il set finale di rulli applica una pressa di precisione alla sezione trasversale, correggendo eventuali errori angolari (entro meno di 1 grado), garantendo la perpendicolarità delle flange rispetto al nastro e contemporaneamente eliminando eventuali piccole grinze superficiali.
Fase di taglio e scarico
Il profilo lungo formato viene tagliato alla lunghezza specificata da una cesoia volante o da un dispositivo di sega e quindi convogliato all'esterno tramite un nastro trasportatore, completando così la produzione del prodotto finito.
Applicazione estesa dei principi: tecnologia di profilatura CNC
Le moderne macchine per la profilatura a rulli integrano sistemi di controllo numerico computerizzato (CNC) per migliorare la precisione del processo di formatura attraverso i seguenti metodi:
Regolazione dei parametri in tempo reale-: i sensori monitorano continuamente lo spessore e la temperatura del materiale in tempo reale, consentendo al sistema CNC di regolare con precisione-automaticamente la spaziatura e la pressione dei rulli.
Controllo coordinato multi-asse: per sezioni trasversali complesse-(come i profili a sezione-variabile), i servomotori azionano più set di rulli per funzionare in coordinamento, ottenendo così una formatura tridimensionale.
Simulazione virtuale e pre-visualizzazione: il software CAD/CAM viene utilizzato per simulare l'intero processo di formatura, consentendo la pre-ottimizzazione delle disposizioni dei rulli e dei parametri di processo, contribuendo a ridurre al minimo gli sprechi di materiale associati alle prove fisiche.
