Piegatura e formatura della lamiera d'acciaio: raggio, direzione della grana e ritorno elastico

Cosa accade in una piega

La piegatura allunga l'esterno della piega e comprime l'interno. La criccatura inizia quando la deformazione della fibra esterna supera ciò che l'acciaio può fornire a quello spessore — ed è per questo che ogni regola di piegatura è espressa come raggio interno minimo in rapporto allo spessore (r/t).

Raggio minimo: decide il grado

Prassi indicativa per pressa piegatrice (governano le schede tecniche del laminatoio; i valori crescono con lo spessore):

Materiale	Raggio interno minimo tipico
Lamiera strutturale S355	~1–2 × spessore (asse di piega trasversale alla grana all'estremità bassa)
Alta resistenza S690	~2–3 × spessore
Lamiera antiusura NM400 / AR400	~3–4 × spessore
Lamiera antiusura NM500 / AR500	~4–6 × spessore o più

I raggi della lamiera antiusura sorprendono i fabbricanti abituati all'acciaio strutturale: durezza e piegabilità si scambiano direttamente l'una con l'altra, e un raggio che S355 accetta facilmente criccherà NM500. Lo spessore peggiora le cose — lo stesso grado richiede un r/t maggiore a 40 mm che a 10 mm, perché la deformazione si concentra e i margini di qualità nello spessore si riducono.

Direzione della grana

La lamiera laminata è anisotropa: la duttilità è più bassa nelle direzioni nello spessore e trasversale corta, migliore lungo la direzione di laminazione. Ne segue la regola:

• Linea di piega perpendicolare alla direzione di laminazione (asse di piega trasversale alla grana) tollera i raggi più stretti — le fibre esterne si allungano lungo la grana.
• Linea di piega parallela alla direzione di laminazione richiede un raggio maggiore, comunemente un aumento di circa 50–100% in r/t, ed è l'orientamento in cui si innescano le cricche sui bordi.

Aggiungere due regole sui bordi: usare lamiera con bordi sani e molati nella zona di piega (cricche e intagli da taglio termico sui bordi sono inneschi di cricca, soprattutto su lamiera dura), e posizionare fori e ritagli ben lontani dalla linea di piega — comunemente almeno ~2 × spessore più il raggio — perché si deformano e concentrano la deformazione.

Ritorno elastico

Quando il punzone si ritrae, il recupero elastico apre l'angolo di piega. Il ritorno elastico:

• Aumenta con la resistenza: S355 potrebbe ritornare di alcuni gradi; lamiere antiusura e ad alta resistenza notevolmente di più. Aumenta anche con rapporti raggio/spessore maggiori e aperture di matrice più larghe.
• È compensato con la sovrapiegatura — spingere oltre l'angolo target in modo che il recupero vi si assesti — con la coniatura/fondo matrice (a elevato costo di tonnellaggio), o con la misurazione dell'angolo e la correzione CNC sulle moderne presse piegatrici.
• Varia all'interno di un lotto di lamiera con la dispersione del carico di snervamento, ed è per questo che la verifica del primo pezzo e la regolazione per lotto sono normali su lamiera Q&T.

Diagnosi delle cricche

Le cricche sulla superficie esterna in corrispondenza della piega significano quasi sempre una di queste cause: raggio troppo stretto per grado/spessore, asse di piega parallelo alla grana, un bordo di taglio difettoso o indurito nella zona di piega, o piegatura al di sotto della temperatura minima raccomandata dal produttore (il freddo aumenta il rischio — molti produttori vogliono la lamiera dura almeno a temperatura ambiente, e il preriscaldo della linea di piega per i lavori più pesanti). La formatura a caldo della lamiera antiusura non è un'improvvisazione da campo: il riscaldamento al di sopra della temperatura di rinvenimento originale la ammorbidisce permanentemente.