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Progettazione e produzione di superfici attive ad alta precisione

La precisione delle superfici attive CAD consente enormi risparmi di tempo in fase di tryout


Le superfici attive sono le parti dello stampo che entrano a contatto diretto con la lamiera. Queste superfici sono presenti in tutti i componenti degli stampi lamiera: matrici, punzoni, premilamiera e parti di piccole dimensioni usate per le operazioni di tranciatura e piegatura dello stampo.

Quando si progettano le superfici attive CAD considerando realisticamente lo spessore del metallo, gli effetti di assottigliamento e i rilievi dello stampo, il risultato è un enorme risparmio di tempo nella programmazione CNC, nella lavorazione a bordo macchina e nella fase di tryout, che può essere quantificato in diverse centinaia di ore.

A causa della presunta laboriosità della progettazione, le superfici attive vengono spesso realizzate solo per un lato della lamiera (ad es. per la matrice). Per l’altro lato, la prassi è quella di elaborare il programma CNC applicandoun offset (= spessore del metallo). Un altro fattore che viene spesso considerato nel programma CNC è il sovrametallo, per tener conto degli effetti di assottigliamento e delle spoglie. Benché questa procedura permetta di ottenere rapidamente un primo risultato utile, essa richiede un enorme intervento manuale per il ritocco delle presse, che solitamente comporta cicli di tryout supplementari.

Tebis offre funzioni di progettazione automatizzate per le superfici attive che, grazie all'adozione di un metodo ottimizzato, permettono di generare set di stampi più precisi, che incorporano già nel modello CAD tutti gli effetti di deformazione noti e simulati.

Metodo tradizionale
La superficie premilamiera (sovrametallo positivo) e la spoglia (sovrametallo negativo) non vengono progettate con precisione, ma vengono lavorate nelle superfici attive dello stampo lamiera usando gli attributi di sovrametallo impostati nel programma CNC. Il modello CAD (linea tratteggiata) non corrisponde perciò al risultato della fresatura (linea rossa).

Metodo Tebis
La superficie premilamiera (sovrametallo positivo) e la spoglia (sovrametallo negativo) vengono progettate con precisione e con le necessarie aree di transizione nel modello CAD (linea verde). Nello stampo prodotto sulla fresa, i componenti fresati corrispondono esattamente al modello CAD utilizzato come riferimento.


Scarico e spianatura automatica dei raggi per le operazioni di imbutitura

Con il termine “scarico” si intende la riduzione delle aree raccordatenelle parti concave di matrice, punzone, premilamierae altre parti di piccole dimensioni per far sì che la lamiera, durante la deformazione in queste aree, venga a contatto solo con un lato dello stampo.

Nelle aree convesse delle superfici attive, questo effetto si ottiene mediante la spianatura dei raggi di raccordo.

Modificando il più possibile le superfici attive durante la progettazione CAD è possibile stabilizzare l’intero processo, dalla simulazione della deformazione fino alla pressatura di tryout. Le modifiche alle aree raccordate apportate durante la progettazione CAD vengono implementate velocemente e con precisione nello stampo attraverso i programmi CNC, e possono essere gestite in modo controllato a vantaggio della stabilità del processo.

 

Tebis rileva automaticamente i raggi concavi e i raccordi e permette, con un semplice clic, di ridurre i raggi nelle zone raccordateper creare transizioni tangenziali con le superfici adiacenti.

 

I raccordi convessi nelle superfici attive possono essere modificati dalla rappresentazione grafica, in modo interattivo e in tempo reale. La misura della variazione può essere determinata liberamente con la freccia di controllo.


Progettazione automatica delle superfici dei premilamiera e delle spoglie per le operazioni di imbutitura

Per le aree piuttosto ampie dello stampo in cui la lamiera deve essere tenuta ferma durante l’imbutitura sono richieste superfici premilamiera. Viceversa, la lamiera ha una maggiore libertà di allungarsi ed espandersi nelle aree di spoglia, in cui non è sottoposta ad alcuna pressione.

 

Le aree verdi rimangono invariate. Per le aree rosse, Tebis calcola automaticamente sovrametalli positivi e negativi. Le aree arancioni sono tratti di transizione.

Una funzione di confronto rende visibili le differenze tra prima e dopo, che possono essere misurate.


Generazione automatica di superfici di contorno per operazioni di tranciatura 

Per la progettazione di taglienti inferiori, la funzione di Tebis per le superfici attive permette di creare con un clic superfici di contorno che contengono già il gap di taglio e le spoglie, e presentano una larghezza costante del tagliente. Le superfici attive calcolate vengono quindi utilizzate per la progettazione dei solidi della parte inferiore dello stampo.

 

Tebis elabora automaticamente le superfici di contorno (aree chiare) e le spoglie (aree scure) da curve 2D e 3D.

Nella pressa, la lamiera (verde) viene tranciata dalla lama sul tagliente inferiore.

Suggerimento: per la progettazione dell’utensile di taglio è anche possibile utilizzare il processo automatico di Tebis per la produzione di piccoli pezzi. 
 


Progettazione automatica di lame di tranciatura

Le lame di tranciatura appartengono ai pezzi piccoli di uno stampo lamiera e possono essere progettate e prodotte con un processo standardizzato e ampiamente automatizzato. Il processo di progettazione automatica di Tebis utilizza superfici e geometrie solide, produce superfici di formatura e di contorno con offset e spoglie e taglia tutto in forma di solidi esatti, con superfici di fuori figura e sovrapposizione generate automaticamente.
I fori e le alesature necessarie per il fissaggio del tagliente vengono ricavate dalle specifiche di assemblaggio del sistema solido. Le superfici di chiusura tecnicamente necessarie per la fresatura dei taglienti vengono create automaticamente.

Il processo automatico di Tebis per la produzione di piccoli pezzi utilizza le specifiche ricavate dalla progettazione dei solidi e dalla progettazione delle superfici attive, permettendo di generare in pochi passaggi lame di tranciatura complete.

Per la produzione dei taglienti sulle macchine di fresatura, i fori e le alesature devono prima essere chiusi. Le superfici di chiusura vengono create da Tebis in modo completamente automatico.

 

 

Per tutte le forature e le alesature Tebis utilizza feature dedicate, accedendo alla libreria di processo che viene realizzata durante la strutturazione del processo. Ogni feature di foratura prevede determinate sequenze di lavorazione CNC con informazioni sugli utensili e sui valori di taglio.


Compensazione della piegatura su pressa

Sulle parti superiori delle presse di deformazione di grande formato agiscono forze gravitazionali che, a seconda della rigidità dell’intero sistema e della stessa pressa, portano a una piegatura indesiderata della matrice. Tebis è in grado di compensare automaticamente e in modo affidabile questo effetto fisico sulle superfici attive. La tecnologia di morphing di Tebis ha la capacità di deformare automaticamente complesse topologie di forma libera in base a regole facilmente formulabili. Vedere anche la sezione sul ritorno elastico.

Nello stato originale la matrice tende a flettersi centralmente, facendo sì che lo spazio libero rispetto al punzone sia più stretto al centro e più ampio nella zona esterna.

Dopo la compensazione della piegatura della pressa, le differenze tra gli spazi sono ridotte al minimo. L’azione di compensazione è massima al centro dello stampo, dove viene misurata la piegatura più ampia.

 

Vantaggi generali per il processo

  • Programmazione CNC semplice e affidabile: la precisione delle superfici attive è un presupposto essenziale per le tecnologie di simulazione e automazione CNC
  • Velocità sulla macchina: la precisione delle superfici attive è un requisito importante per l’impiego di frese ad avanzamento rapido (frese HFC)
  • Tempi di lavorazione manuale ridotti in fase di tryout: le superfici degli stampi finite non presentano bordi e transizioni visibili 

 


Cosa dicono i nostri clienti

Con il processo precedente, se si dimenticava anche una singola area di pressatura la correzione poteva costare fino a 10.000 Euro. Oggi possiamo realizzare direttamente stampi per portiere che in passato richiedevano qualcosa come 160 ore di ripresa e correzione.

Roland Schöbel, responsabile della produzione meccanica per lo stabilimento di Wolfsburg, Volkswagen AG

Con Tebis abbiamo potuto migliorare l’intero ciclo di produzione, siamo diventati più veloci e flessibili, abbiamo reso la produzione più efficiente e affidabile. Tutto questo è stato possibile grazie all’elevata standardizzazione del software, unica in questo campo.

Björn Wind, team leader per la preparazione della lavorazione e la produzione CNC, Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH


White paper

Problematiche nella produzione di stampi lamiera: una simbiosi perfetta tra realtà e mondo virtuale

La preparazione delle superfici attive comprende la compensazione degli assottigliamenti della lamiera, l’inclusione delle superfici dei premilamiera e la progettazione libera di raggi negativi. Grazie alle funzioni dedicate è possibile eseguire la programmazione senza spessori virtuali, facendo scomparire gli spigoli e le discontinuità visibili nella superficie dello stampo. La compensazione della piegatura della pressa e della deformazione dello stampo può essere integrata facilmente con l'adozione di specifiche corrispondenti...
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La deformazione della lamiera si evolve: automazione completa all’insegna dell’Industria 4.0

Tebis ha sviluppato processi efficienti gestiti via software pensati appositamente per il settore degli stampi lamiera, che consentono di automatizzare la produzione dei piccoli pezzi e di realizzare superfici di Classe A. Entrambi i processi permettono di ridurre apprezzabilmente i costi produttivi grazie non solo alla standardizzazione, ma anche al know-how acquisito dai singoli collaboratori.

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