Meccanica e macchinari

Differenze fra piegatura e calandratura dei profili metallici


Storia

La piegatura e la calandratura dei profili metallici sono tecniche di deformazione a freddo che esistono da circa un secolo a cominciare dagli inizi del Novecento. All’inizio i profili di acciaio curvati e calandrati erano utilizzati principalmente per l’industria edile, per il settore agricolo e per la produzione di manufatti per l’arredo. Le due tecniche di deformazione dell’acciaio hanno permesso di utilizzare i profili in modi impensabili fino ad allora, rendendo i tubi metallici elementi basilari per ogni manufatto industriale fino ai giorni nostri. Si pensi, ad esempio, al telaio delle macchine agricole e forestali, alle applicazioni nella carpenteria leggera e pesante. Grazie allo sviluppo di nuove tecnologie sempre più rispondenti alle esigenze dei tempi, sono state introdotte le macchine piegatrici e calandratrici per la deformazione a freddo dei profili metallici. Le prime macchine erano state realizzate per operare solo sui tubi metallici, mentre oggi si utilizzano anche per le lamiere metalliche e i profili rettangolari.

Piegatura dei profili metallici

La piegatura di un tubo o di un profilo metallico è una deformazione con raggio di curvatura molto stretto in relazione al suo diametro o allo spessore. Si parla di piegatura quando il raggio di curvatura può superare al massimo 5 volte la dimensione del diametro del tubo metallico o lo spessore della lamiera. La piegatura viene eseguita con macchine piegatrici, nelle quali è installato, prima delle operazioni da eseguire, la forma dello stampo di piegatura che viene trasferita al tubo. L’aspetto più difficile in un’operazione di piegatura è quello di evitare deformazioni plastiche indesiderate, cosa che può capitare molto frequentemente, considerata l’elevata duttilità dei metalli dopo la fase elastica. La piegatura meccanica dei tubi genera delle deformazioni di compressione nella zona interna della piega, a causa della differenza fra il raggio medio ed il raggio interno, che può causare delle increspature delle fibre del materiale se la piegatura non è eseguita rispettando i tempi e le misure giuste. Le sollecitazioni di trazione, invece, si verificano sulla parte esterna del tubo, che è soggetta ad un allungamento e ad un conseguente assottigliamento dello spessore del tubo. La piegatura genera dunque una sollecitazione di compressione e trazione nella stessa sezione di tubo e le sollecitazioni si annullano in corrispondenza dell’asse neutro, posto non in mezzeria, bensì è più vicino alla superficie interna per compensare gli stati di tensione. I fattori da considerare per migliorare la qualità della piegatura in un profilo di acciaio sono: il rapporto fra il raggio della curvatura e lo spessore del tubo o il diametro, il modulo elastico del materiale e la capacità di allungarsi senza andare a rottura, l’estetica.

Calandratura dei profili metallici

La calandratura è un processo a freddo o a caldo mediante il quale si ottiene una curvatura ampia dei profili metallici oltre 5 volte lo spessore o il diametro dei profili metallici. Le macchine utilizzate per la calandratura sono chiamate calandre a rulli. Il tubo o il profilo di metallo passa attraverso un gruppo di tre rulli per una o più volte fino ad ottenere la curvatura richiesta. La calandratura genera delle deformazioni più controllate e meno evidenti della piegatura, con conseguente riduzione dei problemi legati all’eccessiva compressione ed increspatura del metallo. Con la calandratura è possibile servirsi di una sola macchina per generare profili dalla curvatura complessa in modo sicuro e controllato. Tuttavia, affinché le calandre lavorino in modo ottimale, la calandratura va eseguita con un margine più ampio dal bordo del profilo metallico.