Punzonatrici per taglio lamiera

Le punzonatrici sono macchine utensili usate per eseguire lavorazioni di taglio meccanico da lamiere piane. Il movimento di taglio avviene generalmente in direzione verticale grazie al moto di un punzone che preme contro la lamiera. Questa è appoggiata su una matrice opportunamente adattata alla forma del punzone, ingrandito di un piccolo gioco. Per evitare lo sfregamento tra matrice e punzone, quest’ultimo può essere leggermente scaricato con un angolo di spoglia. Il punzone esercita una forza sulla lamiera, che inizia a scorrere deformandosi plasticamente fino a che non si eccede lo sforzo di taglio massimo; successivamente avviene la rottura di schianto della sezione rimanente, che lascia la tipica superficie fratturata sul bordo del pezzo.

Punzone e matrice

Il moto del punzone è garantito da un sistema a biella-manovella. L’albero motore è azionato da un motore elettrico. Poiché il carico è intermittente, un grosso volano collegato all’albero motore viene usato per stabilizzare le fluttuazioni di velocità e immagazzinare energia cinetica. Il movimento del punzone e degli assi è coordinato in modo da minimizzare il tempo di inattività della macchina e ciò permette di eseguire la punzonatura a velocità molto sostenute (anche svariati colpi al secondo).
Poiché ogni tipo di lavorazione richiede una coppia ben specifica di punzone e matrice, queste macchine sono spesso dotate di un cambio utensile rapido e di un magazzino utensili ben fornito.

Punzonatrici e lavorazioni della lamiera

Con apposite attrezzature, le punzonatrici sono anche in grado di effettuare altre lavorazioni come:

• piccole imbutiture e nervature;
• piccole pieghe a sbalzo;
• incisioni di caratteri alfanumerici;
• filettature di piccoli fori.

Punzonatrici e laser, differenze e vantaggi

Anche se fino agli anni Ottanta le punzonatrici erano praticamente l’unico metodo di taglio preciso per lamiere di piccolo spessore, con l’avvento dei laser le punzonatrici hanno perso terreno, ma rimangono comunque indispensabili per sopperire ai limiti della tecnologia laser. Un esempio è la lavorazione di lamiere in ferro preverniciato, in cui il laser può incappare in problemi di bruciatura del layer di protezione superficiale, mentre tramite punzonatrice non si ha questo problema. L’unico vero limite della punzonatrice è la necessità di adottare una coppia di matrice e punzone per ogni tipologia di lavorazione da eseguire; contrariamente, i laser non hanno nessuna limitazione di forma da tagliare e dunque sono più flessibili. Da notare che, per lavorazioni di piccola entità come i fori, la punzonatrice è indiscutibilmente più veloce di un laser: la punzonatrice deve solo posizionare la lamiera ed eseguire la punzonatura; il laser, invece, deve accendere la sorgente dentro lo sfrido, accostarsi al profilo del foro, eseguire il movimento di taglio e solo dopo queste operazioni può essere considerata conclusa la lavorazione.

Punzonatrici e taglio lamiera

La punzonatrice ha delle limitazioni sul tipo di lamiera da tagliare (spessore massimo e materiale) in modo che non si ecceda con la forza di taglio che effettivamente la macchina può fornire. Le macchine hanno usualmente spessori di lavoro compresi tra 0.6 e 8 mm.

Punzonatrici e tecnologia CNC

Le punzonatrici sono ormai sempre accoppiate alla tecnologia CNC che ne permette un’agevole programmazione anche per lavorare pezzi complessi. Le viti a ricircolo di sfere garantiscono un preciso posizionamento relativo tra lamiera e punzone-matrice sul piano della lamiera. Inoltre, tramite la tecnologia a CNC è possibile anche eseguire delle lavorazioni di taglio e sagomatura (roditura): per eseguire contorni esterni di pannelli si eseguono una moltitudine di piccoli tratti singoli seguendo il profilo del pezzo.

Punzonatrici e robot

Le macchine più sofisticate permettono di eseguire anche il carico e scarico automatizzato delle lamiere grezze e dei pezzi finiti. In questi casi, robot ausiliari si occupano del carico della lamiera grezza e della pallettizzazione del pezzo finito.

Autore: Alberto Mora
Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:
Calligaris L., Fava S., Tomasello C., “Manuale di meccanica”, Hoepli, 2016