Carpenteria leggera di precisione dal 1961 – CIM LASER

Info e news sulla carpenteria leggera di precisione

Info e news sulla carpenteria leggera di precisione

Nel settore della carpenteria metallica, soprattutto in quella di precisione, la spianatura della lamiera è una lavorazione fondamentale per garantire qualità, affidabilità e ripetibilità nei processi successivi come piega, saldatura e montaggio.

In CIM Laser possiamo garantire una spianatura eccellente grazie a una spianatrice-raddrizzatrice a rulli Haemmerle, una tecnologia altamente efficiente che ci consente di intervenire su una vasta gamma di materiali e formati.

Ma perché è così importante spianare la lamiera?

Come si spiana la lamiera

La spianatura o raddrizzatura è una lavorazione meccanica che si esegue facendo passare la lamiera “storta” tra due file di rulli motorizzati. Questi, in base al loro disassamento, applicano una pressione variabile per raddrizzare il metallo: la pressione necessaria varia infatti a seconda della materia prima da trattare e al suo grado di deformazione,

Il principio della spianatura è semplice ma questa lavorazione richiede competenza tecnica e tecnologica per essere realizzata correttamente. Ogni materiale reagisce in modo diverso alla pressione, e il grado di curvatura iniziale della lamiera impone un settaggio preciso della macchina raddrizzatrice.

Nel momento in cui si va a lavorare una lamiera, soprattutto per quanto riguarda le lamiere laminate a freddo, il metallo subisce delle deformazioni plastiche che portano alla formazione di tensioni interne, dette anche tensioni residue.

Durante il passaggio tra i rulli, la lamiera viene sottoposta a micro-deformazioni plastiche controllate che ridistribuiscono le tensioni interne del metallo. Quindi praticamente l’azione della spianatura “rilassa” le aree più sollecitate e riduce il gradiente di tensione dei vari punti della lamiera.

Raddrizzando la lamiera si riduce anche il ritorno elastico che può avere nel corso di altre lavorazioni, facendo in modo che la lamiera non si “muova” quando viene lavorata.

A livello della materia prima, la spianatura orienta i grani del metallo con delle micro-rotazioni che tendono a uniformare la sua struttura interna. La microstruttura di un metallo è infatti composta da cristalli individuali chiamati grani. La dimensione, la forma e l’orientamento di questi grani dipendono sia dalla composizione chimica del metallo, sia dal processo di solidificazione e dalle successive lavorazioni a cui è stato sottoposto.

L’orientamento dei grani può essere controllato o modificato intenzionalmente con la spianatura, in funzione delle prestazioni meccaniche, fisiche o tecnologiche richieste dall’applicazione finale della lamiera.

Perché spianare la lamiera1

Quali sono i vantaggi della spianatura della lamiera

Spianare la lamiera comporta numerosi benefici per la qualità finale del manufatto e per l’efficienza del processo produttivo:

  • Maggiore stabilità dimensionale: quando la lamiera viene raddrizzata, le sue dimensioni divengono meno inclini a modificarsi in fase di lavorazione.
  • Prevedibilità di reazione: una lamiera spianata reagisce in modo più prevedibile alle lavorazioni successive a cui viene sottoposta. Durante la piega o la saldatura, ad esempio, non si verificano deformazioni impreviste dovute a tensioni residue, perché queste sono state eliminate, appunto, con il processo di spianatura.
  • Riduzione degli scarti: conoscendo con precisione il comportamento del materiale, si evitano errori di produzione e rilavorazioni, riducendo i costi e i tempi morti.
  • Incremento della qualità estetica e facilità di assemblaggio: componenti come griglie, pannelli, coperchi e involucri che devono combaciare perfettamente con altri elementi beneficiano di una planarità impeccabile. Se vengono passati alla spianatrice, sarà più facile poi assemblarli in modo perfetto.
  • Ottimizzazione delle scorte: lamiere considerate “fuori tolleranza” o deformate possono spesso essere recuperate tramite la spianatura e reinserite nel ciclo produttivo, evitando sprechi di materiale e riducendo le necessità di approvvigionamento di nuove lamiere.
  • Aumento della velocità produttiva: un materiale stabile e prevedibile consente di lavorare più velocemente e con meno regolazioni, migliorando l’efficienza complessiva della linea di produzione.
Perché spianare la lamiera2

Nella carpenteria metallica di precisione anche una leggera deformazione della lamiera può trasformarsi in un problema, andando a creare delle tensioni interne al metallo che possono interferire con lavorazioni come la piegatura e rovinarne il risultato. Queste tensioni possono ad esempio far imbarcare la lamiera durante il taglio o la saldatura, e a lungo andare anche causare rotture da fatica.

In CIM Laser ci occupiamo da oltre sessant’anni di lavorazioni metalliche di precisione, quindi disponiamo di tutte le attrezzature e le competenze necessarie per realizzare manufatti metallici al massimo delle loro funzionalità pratiche ed estetiche. È una delle garanzie del nostro Protocollo Perfection, il sistema di lavoro che abbiamo collaudato per assicurare ai nostri partner risultati sempre eccellenti.

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Per creare delle giunzioni tra due elementi in acciaio INOX non è sempre necessario ricorrere alla saldatura. Si può anche optare per l’incollaggio, una tecnica alternativa che presenta diversi vantaggi quando viene applicata in casi specifici.

Come essere certi che l’incollaggio venga eseguito in modo corretto?

In CIM Laser della lavorazione di incollaggio si occupa un operatore che ha acquisito la certificazione di European Adhesive Bonder dalla European Federation for Welding, Joining and Cutting EWF, l’organizzazione europea dedicata all’istruzione, alla formazione, alla qualificazione e alla certificazione nel campo della saldatura e delle tecnologie correlate. Questa certificazione è particolarmente importante, perché attesta le competenze del team CIM Laser su tutti i requisiti concordati da tutte le società nazionali di saldatura e giunzione all’interno dell’EWF.

È un diploma che quindi assicura a chi si rivolge a noi per lavorazioni di carpenteria metallica che disponiamo di conoscenze allo stato dell’arte delle tecnologie di incollaggio, e che di conseguenza sapremo rispondere anche a richieste complesse.

Inoltre, la certificazione di European Adhesive Bonder assicura inoltre l’assenza di variazioni di qualità tra un prodotto incollato e l’altro, e garantisce anche che i materiali e le tecnologie utilizzati (adesivi, biadesivi, primer ma anche i device per l’applicazione della colla) siano a loro volta conformi e testati secondo criteri condivisi.

vantaggi incollaggio rispetto alla saldatura acciaio

Come funziona l’incollaggio

Con i giusti accorgimenti è possibile ottenere giunzioni resistenti e durature anche con l’incollaggio sull’acciaio INOX.

Questa lavorazione prevede l’utilizzo di adesivi speciali per unire tra loro due elementi metallici. Gli adesivi possono essere epossidici bicomponenti, acrilici strutturali, poliuretanici, cianoacrilati… ognuno di essi assicura prestazioni più adatte a situazioni specifiche.

Dopo aver selezionato l’adesivo giusto, si può procedere con l’applicazione. Se l’adesivo scelto lo richiede, si può applicare un primer per migliorare l’adesione. Poi si stende un sottile strato di adesivo su una delle due superfici da incollare, avendo cura di coprire l’area in modo uniforme. A questo punto, si uniscono i due pezzi di acciaio INOX esercitando una pressione costante e, se necessario, si fissano con morsetti o pesi per garantire un incollaggio perfetto. Alcuni adesivi possono fare presa in pochi secondi, mentre altri richiedono alcune ore per polimerizzare completamente.

Per ottenere il miglior risultato possibile è essenziale lavorare su superfici ben pulite e preparate, utilizzare la giusta quantità di adesivo e rispettare i tempi di polimerizzazione. Inoltre, se l’incollaggio è destinato ad ambienti particolari, nei quali è presente un’esposizione a sostanze chimiche, oppure che hanno temperature elevate o un alto tasso di umidità, è essenziale scegliere un adesivo con caratteristiche specifiche per resistere a queste condizioni.

Quali sono i vantaggi dell’incollaggio rispetto alla saldatura?

L’incollaggio presenta vantaggi di diverso tipo. Questa lavorazione assicura un risultato esteticamente più pulito rispetto a quello ottenibile con una saldatura, e soprattutto permette di ottenerlo senza richiedere lavorazioni aggiuntive.

La saldatura, infatti, riscalda il metallo e crea quella che si chiama zona termicamente alterata o anche un cordone di materiale sulla superficie sulla quale è stata eseguita. Per rimuovere questi “difetti” estetici è necessario prevedere una lucidatura o una smerigliatura del manufatto metallico, che in caso contrario mostrerà ben evidenti i segni della saldatura.

L’incollaggio invece consente di risparmiare tempo, perché il manufatto incollato non richiede un intervento per ripristinare l’estetica del metallo. E non richiede neanche, nel caso in cui l’estetica non sia un problema, di attendere che il manufatto si raffreddi, cosa necessaria invece quando è stato saldato.

Durante la saldatura, il forte riscaldamento e il successivo raffreddamento possono causare tensioni interne e distorsioni dell’acciaio, soprattutto su lamiere sottili o pezzi di precisione. L’incollaggio avviene invece a temperatura ambiente o con un leggero riscaldamento, evitando quindi la deformazione dei pezzi e riducendo la necessità di rilavorazioni post-saldatura.

Inoltre, l’incollaggio garantisce un miglioramento della resistenza alla corrosione proprio perché, come abbiamo detto prima, le saldature vanno a creare delle zone termicamente alterate che quindi modificano il reticolo chimico strutturale del pezzo e lo rendono più soggetto, appunto, a corrosione. L’acciaio sottoposto a incollaggio mantiene invece inalterate tutte le sue proprietà, e con questa lavorazione si può unire tra loro in modo più semplice anche componenti di materiali diversi, come alluminio, plastica, vetro. Questo amplia enormemente le possibilità progettuali.

vantaggi incollaggio rispetto alla saldatura acciaio (1)

Ma quindi, l’incollaggio è sempre da preferire alla saldatura?

Incollaggio e saldatura hanno lo stesso scopo, vale a dire congiungere due elementi, ma sono due lavorazioni molto diverse. Di conseguenza, ciascuna di loro è più o meno adatta a un’applicazione o a un’altra.

Incollando si può ridurre la necessità di viti, rivetti o altri elementi che appesantiscono il manufatto, quindi questa lavorazione è vantaggiosa nel caso in cui sia necessario realizzare un prodotto più leggero.

La saldatura rimane comunque una lavorazione preferibile per la realizzazione di strutture portanti e ad alto carico (es. travi, telai di macchinari) o di parti soggette a temperature elevate.

Devi realizzare un manufatto metallico e vorresti sapere quale di queste due lavorazioni è più adatta per le te necessità? In CIM Laser possiamo non solo indicarti la soluzione migliore, ma anche eseguirla per te con la massima precisione.

È quello che facciamo da oltre sessant’anni per i nostri partner, risolvendo anche le criticità che per altri sembrano insormontabili. Grazie alle nostre competenze e alla nostra abilità nel problem solving abbiamo creato il nostro Protocollo Perfection, un protocollo proprietario che applichiamo a ogni lavorazione e che ci consente di garantire elevatissimi standard di precisione.

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La qualità e l’affidabilità delle saldature sono fondamentali per garantire la sicurezza e la durabilità dei manufatti di carpenteria metallica. Ma come è possibile assicurarsi di avere sempre un risultato eccellente? Ovviamente servono know-how approfondito e tecnologie all’avanguardia, ma oltre a questo un elemento chiave per assicurare standard produttivi sempre elevati è rappresentato dalle Welding Procedure Specifications (WPS), ovvero le Specifiche delle Procedure di Saldatura. Ma cosa sono esattamente le WPS e perché sono importanti per chi si occupa di carpenteria metallica di precisione?

WPS cosa sono e perché sono importanti nella carpenteria metallica di precisione

WPS: veri e propri strumenti di lavoro

Il termine “procedure” può essere fuorviante e non definire appieno le potenzialità e l’importanza di questo strumento. Le WPS sono infatti documenti tecnici che delineano in modo dettagliato le modalità operative per eseguire una saldatura in modo efficace. Queste specifiche sono redatte in conformità a normative internazionali, come la UNI EN ISO 15609 (che descrive i requisiti per il contenuto delle specificazioni della procedura di saldatura per i processi di saldatura ad arco), e includono diverse sezioni nelle quali vengono riportate le informazioni essenziali per gli operatori coinvolti nella lavorazione, come ad esempio:

  • Materiali di base: specifica la tipologia e caratteristiche dei metalli da unire con la saldatura.
  • Processo di saldatura: indica quale deve essere il metodo utilizzato in una specifica condizione, come TIG, MIG/MAG o saldatura ad arco sommerso.
  • Parametri operativi: indica i valori di riferimento da seguire per corrente, tensione, velocità di avanzamento e tipo di gas di protezione.
  • Preparazione dei giunti: dà dettagli su geometria e pulizia delle superfici da saldare. Può includere anche dei disegni o delle descrizioni che comprendono ad esempio le tolleranze o le dimensioni.
  • Posizione di saldatura: definisce quale deve essere l’orientamento spaziale da mantenere durante la lavorazione.
  • Trattamenti termici: ricorda quando è necessario effettuare eventuali preriscaldamenti o trattamenti post-saldatura.

Una WPS specifica che contenga tutte queste informazioni assicura che l’operazione di saldatura venga eseguita in modo uniforme, rispettando gli standard di qualità e sicurezza previsti. Una volta che la saldatura è stata eseguita nel rispetto della WPS è possibile registrare i risultati in un PQR, cioè in un Procedure Qualification Record, un altro documento importante per gli operatori del settore. I PQR attestano, tramite test specifici, l’idoneità della procedura di saldatura a soddisfare determinati requisiti meccanici e metallurgici, funzionando quindi come un’ulteriore certificazione di qualità.

Quali sono i vantaggi dell’implementazione della WPS?

Una WPS adeguatamente definita e testata assicura in primo luogo la standardizzazione del processo: se si rispetta la procedura, tutte le saldature verranno eseguite con gli stessi parametri, riducendo le variazioni e migliorando la coerenza del prodotto finale. Inoltre, l’adozione di una WPS facilita il rispetto delle normative e degli standard internazionali, elemento fondamentale per operare in mercati regolamentati e per ottenere certificazioni di qualità.

A livello operativo, una chiara definizione dei parametri di saldatura riduce i tempi di setup e minimizza gli errori, ottimizzando la produttività e l’efficienza.

Richiedere una lavorazione di carpenteria metallica di precisione a un partner che segue dei WPS precise e testate è un elemento di sicurezza in più per le aziende, che sanno che le loro lavorazioni verranno eseguite in base a standard di efficacia collaudati.

WPS cosa sono e perché sono importanti nella carpenteria metallica di precisione (1)

Cosa succede se non si seguono  i WPS?

Trascurare le direttive dei WPS può comportare diversi rischi, di carattere tecnico e non solo.

In primo luogo, senza linee guida precise da seguire, aumentano le probabilità di imperfezioni come porosità, cricche o inclusioni nelle saldature, che possono comprometterne l’integrità strutturale.

Oltre a questo, se non esiste un documento che indichi dei precisi standard aumenta il rischio di incoerenza nella produzione, che è problematico nel caso di lavorazioni in serie. L’assenza di standard porta infatti a variazioni nei processi, rendendo difficile garantire uniformità e qualità costante nei prodotti finiti.

Operare senza WPS può facilitare le violazioni delle leggi e degli standard di settore, esponendo l’azienda a sanzioni e limitando l’accesso a determinati mercati. Ma soprattutto può mettere a rischio la sicurezza degli operatori e degli utenti finali, perché la saldatura che non viene eseguita correttamente può risultare pericolosa sia per chi la esegue che per chi dovrà utilizzare un manufatto potenzialmente difettoso.

Meglio quindi non rischiare: in CIM Laser conosciamo a fondo l’importanza dei WPS ed è anche grazie alle nostre precisissime procedure interne, collaudate e continuamente perfezionate in oltre 60 anni di attività, che possiamo assicurare delle saldature perfette con diverse tecnologie e su diversi metalli.

Il nostro Protocollo Perfection è anch’esso un esempio di procedura superefficiente, che abbinato al nostro know-how d’eccellenza e alla nostra vocazione al problem solving ci consente di rispondere anche alle esigenze più complesse con progetti eccellenti e lavorazioni a regola d’arte.

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Per effettuare un taglio laser preciso e pulito su una lamiera metallica è necessario utilizzare quello che si definisce un gas di assistenza. Questo può essere stivato in bombole e in serbatoi criogenici, oppure in alternativa si può utilizzare un generatore di gas.

Come funziona questa tecnologia e quali vantaggi offre per le tue lavorazioni di carpenteria metallica?

Come funziona un generatore d’azoto

Nel taglio laser di precisione, tra i vari gas di assistenza utilizzati, l’azoto (formula molecolare: N₂) è spesso la scelta ideale quando si desidera un taglio pulito, senza alterazioni superficiali o ossidazioni.

L’azoto infatti, a differenza dell’ossigeno, non reagisce con il metallo fuso. Così si evitano contaminazioni e si migliora anche la precisione della lavorazione.

L’uso di un generatore di azoto permette di produrre direttamente l’N necessario per le lavorazioni di carpenteria metallica, evitando l’acquisto e il trasporto di bombole o serbatoi. Ma come si utilizza esattamente questo strumento nel taglio laser di lamiere metalliche?

L’aria è composta circa al 78% di azoto. Un generatore estrae l’N dall’aria attraverso due principali tecnologie:

  • PSA (Pressure Swing Adsorption): utilizza dei serbatoi riempiti di setacci molecolari (per esempio di carbonio) per separare l’azoto dagli altri gas presenti nell’aria, come ossigeno, argon e altri, tramite pressurizzazione alternata. Si tratta di un sistema semplice e compatto, che richiede solo aria compressa per produrre autonomamente l’azoto.
  • Membrane a fibra cava: il generatore separa il gas utilizzando un fascio di fibre cave molto compatte. Queste permettono il passaggio selettivo dell’azoto trattenendo ossigeno e altri gas.

L’azoto generato viene poi inviato al sistema di taglio laser attraverso tubazioni ad alta pressione. Il gas viene immesso attraverso l’ugello della testa di taglio, con una pressione variabile a seconda che si debba tagliare una lamiera più o meno spessa. Per le lamiere più spesse si usa infatti una pressione più bassa.
Durante la lavorazione di taglio laser, il gas di assistenza ha due funzioni principali:

  • Garantisce la protezione del bordo di taglio: impedisce l’ossidazione, garantendo una finitura liscia e brillante, ideale per lamiere destinate a trattamenti successivi (verniciatura, zincatura, ecc.).
  • Assicura la rimozione del materiale fuso: grazie alla pressione elevata, si soffia via il metallo fuso dalla zona di taglio, migliorando la precisione e riducendo le bave.

Per un utilizzo ottimale, è necessario impostare il generatore e il sistema di distribuzione in base ai parametri di taglio richiesti, che includono:

  • Purezza dell’azoto: solitamente deve essere compresa tra 95% e 99,999% a seconda del materiale da tagliare e della qualità richiesta dalla lavorazione. Maggiore è la purezza del gas, minore è la presenza di ossigeno residuo e quindi il rischio di ossidazione. Inoltre, l’utilizzo di azoto impuro può ridurre la durata degli ugelli e di vari altri componenti del laser stesso.
  • Pressione dell’azoto: generalmente tra 10 e 20 bar, a seconda dello spessore della lamiera e della potenza del laser.

Quali sono i vantaggi dell’uso di un generatore di azoto rispetto alle bombole o ai serbatoi?

In CIM Laser non utilizziamo l’azoto in bombole ma abbiamo un generatore con tecnologia PSA in grado di produrre azoto puro al 99,999% che ci consente di rendere le lavorazioni di taglio laser sempre precise, veloci e senza interruzioni. Abbiamo scelto questa soluzione perché assicura diversi vantaggi alle lavorazioni che effettuiamo per i nostri partner:

  • Il generatore mantiene costante la pressione e la purezza del gas: questo elimina le variazioni che si possono avere usando bombole o serbatoi, e che possono avere un impatto sul risultato delle lavorazioni.
  • La fornitura di gas è continua: non c’è infatti il rischio di esaurimento improvviso dell’azoto durante la produzione. Utilizzare un generatore d’azoto limita quindi al minimo il rischio di fermi macchina e di rallentamenti nelle lavorazioni. Questo perché il generatore produce continuamente il gas necessario, e non ci si deve fermare per sostituire la bombola quando è terminata. Così la produzione non si interrompe, e i manufatti metallici vengono realizzati nei tempi stabiliti.
  • Migliora la sicurezza e riduce l’impatto ambientale: con il generatore si evita il rischio legato alla manipolazione di bombole ad alta pressione e si riducono le emissioni dovute al loro trasporto. Inoltre, rispetto ai serbatoi il generatore di azoto elimina anche il rischio delle perdite di gas per evaporazione.

Se hai bisogno di componenti metallici ad alta precisione, chi si occupa per te delle lavorazioni di taglio sulla lamiera deve poterti garantire l’assenza di sbavature, bordi bruciati, porosi o irregolari.

In CIM Laser possiamo assicurarti tutto questo. Non solo utilizziamo un generatore d’azoto per le nostre lavorazioni di taglio laser, garantendo quindi precisione e rispetto delle tempistiche, ma abbiamo anche costruito in sessant’anni di esperienza nella lavorazione della lamiera un know-how vastissimo e una concreta vocazione al problem solving. Così possiamo risolvere anche le criticità davanti alle quali altri si arrendono, e grazie al nostro esclusivo sistema di lavoro Protocollo Perfection siamo in grado di rispondere a esigenze complesse con efficienza e prontezza.

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