La profilatura del futuro arriva dal veneto

La realizzazione di profili per il settore automotive ha subito negli anni una serie di evoluzioni tecnologiche. L’artefice di queste evoluzione è la stam di ponzano veneto che ha saputo fare la differenza e creare impianti flessibili già pronti per il futuro.

Profilatrice per U a sezione variabile per veicoli commerciali leggeri
Profilatrice per U a sezione variabile per veicoli commerciali leggeri

Quando nel 1963 la STAM SPA iniziò la sua attività, la tecnologia offriva la possibilità di produrre un profilo, di una determinata sezione, con una serie di rulli dedicata. Solo tramite attrezzamenti manuali, piuttosto gravosi, era possibile modificare la geometria del prodotto profilato. Nel settore automotive l’uso di profilatrici era pressoché nullo. La produzione delle travi strutturali dei camion, per esempio, che consiste in profili a U di varie sezioni, con spessori variabili da 4 a 12 mm, avveniva tramite enormi presse, e stampi dedicati ai singoli profili. Per passare da un modello a un altro era necessario cambiare gli stampi, ovviamente di grandi dimensioni. Nel 1989 Volvo Truck, quando fece il nuovo stabilimento di Tuve-Goteborg, decise di introdurre un sistema di profilatura flessibile, per la produzione delle travi a U, e affidò a STAM SPA la costruzione della linea di profilatura. STAM già vantava alcuni impianti flessibili automatici, per profili a U, C, nel settore delle costruzioni. La macchina costruita per la Volvo, segnò un momento di svolta, nella profilatura flessibile. Regolando la posizione di tutti i rulli di profilatura, essa consentiva di modificare in automatico, a macchina ferma, la sezione del profilo (larghezza, altezza e spessore) che rimane costante su tutta la lunghezza del pezzo. Nel corso degli anni, tutti i maggiori costruttori di camion, hanno adottato la tecnologia offerta da STAM, con evidenti vantaggi di flessibilità e rapidità di cambio di produzione, nonché di contenimento di costi per le attrezzature.

La prima profilatrice a sezione variabile

Nel 2007 la STAM, insieme alla ditta spagnola Valle Perfiladoras di sua proprietà, affrontò una nuova sfida tecnologica, sempre nata da esigenze del mondo automotive. Da anni il settore della profilatura si interrogava sulla possibilità di profilare un prodotto a sezione variabile, ossia un prodotto che nella lunghezza modificasse le sue dimensioni geometriche. Nel caso di un profilo a U, per esempio, un prodotto che cambiasse la larghezza dell’anima lungo il profilo. Si sono svolti convegni a livello europeo su questo tema, diversi costruttori si sono cimentati in prototipi, con la evidente difficoltà di arrivare a un prodotto che avesse le caratteristiche qualitative indispensabili per l’applicazione finale. La STAM passò dalla teoria ai fatti, costruendo e mettendo in funzione, la prima profilatrice a sezione variabile, per profili a U utilizzati nella produzione in serie di veicoli commerciali leggeri. Si trattò di una macchina totalmente innovativa, nella quale le singole teste di profilatura si spostano trasversalmente e ruotano a controllo numerico, man mano che il pezzo avanza nella macchina, in modo da seguire la sezione variabile del profilo.

Un anniversario meritato

Nel 2013 la STAM ha abbattuto una nuova frontiera tecnologica. Ha progettato e costruito la prima macchina al mondo in grado di eseguire la profilatura a sezione variabile su travi di spessore fino a 7 mm di spessore. Il materiale profilato è l’acciaio HSLA, con carico di snervamento fa 350 a 500 Mpa. Il successo ottenuto nello sviluppo e nei successivi collaudi, è stato il modo migliore e più gratificante per festeggiare i 50 anni di attività dell’azienda. Dopo aver visto il successo della macchina prodotta per i profili a U per camion leggeri, il settore automotive richiedeva sempre più insistentemente la possibilità di realizzare profili con sezione a U o altri profili di spessore elevato, fino a 7 mm, da utilizzare nel settore dei mezzi di trasporto pesanti Avere travi a sezione variabile consente di ottimizzare la struttura dello chassis, ribassando l’altezza dell’anima in una o entrambe le zone di estremità della trave. La maggior parte di questi prodotti, sono ottenibili oggi tramite presse o centri di saldatura, che piegano o saldano insieme pezzi di forma opportuna, per costruire la trave delle sezione desiderata. Oltre all’enorme impiego di manodopera e di spazio, i pezzi ottenuti da presse o saldatura, presentano delle tensioni e delle deformazioni che vanno poi corrette con delle stazioni di raddrizzatura. La possibilità di produrre queste travi particolari, di lunghezza fino a 15 m, con delle linee di profilatura automatiche e in continuo, rappresenta quindi un enorme vantaggio a livello di flessibilità, di risorse umane impiegate e soprattutto qualità e costo del prodotto finale.

Nel cuore dell’impianto

Profilatrice flessibile per travi a U per camion
Profilatrice flessibile per travi a U per camion

La macchina costruita dalla STAM prevede delle teste di profilatura generosamente dimensionate, in grado di sopportare non solo lo sforzo conseguente all’azione di piegatura della lamiera, ma anche tutte le tensioni e i carichi generati dallo spostamento della testa di profilatura durante l’avanzamento della lamiera, con materiale impegnato tra i rulli. Allo stesso tempo, è indispensabile avere un sistema reattivo, con la capacità di muoversi rapidamente per assecondare la sagoma della lamiera entrante, e ottenere una velocità di profilatura adeguata. Più rapido infatti è l’avanzamento della lamiera, più velocemente le singole teste di profilatura devono spostarsi lateralmente e ruotare sul proprio asse, per seguire la sagoma curvilinea della piega che si sta facendo. Tutto il sistema di movimentazione delle teste ha richiesto quindi uno sforzo progettuale e costruttivo d’avanguardia, per trovare il giusto equilibrio tra robustezza e agilità di movimentazione. Una problematica di impatto non inferiore, è quella del sistema di guida del materiale in ingresso alla profilatrice, e durante tutto il processo di profilatura. I sistemi di guida tradizionali infatti, devono semplicemente tenere ben in guida e in posizione un nastro o un foglio a larghezza costante, dall’inizio alla fine del processo. Invece nella profilatura a sezione variabile, la larghezza del materiale in ingresso cambia continuamente e le guide devono seguire la sagoma del pezzo da profilare. È evidente che una macchina di tale complessità meccanica, richiede un sistema di comando elettrico ed elettronico di altissimo livello. Basti pensare che la macchina ha oltre 100 assi dinamici, che cambiano continuamente posizione durante la profilatura, e oltre 40 assi fissi, la cui posizione viene tarata a seconda del prodotto da produrre, e mantenuta nel tempo. Ogni asse è comandato da servomotori, con controllo di posizione in anello chiuso, e si muove in modo diverso da tutti gli altri, a seconda della sua posizione fisica lungo la macchina. Oltre alla scelta di componenti elettronici di altissimo livello, si è sviluppato un software di comando, in grado di gestire il posizionamento di tutti gli assi dinamici, al cambiare della posizione del pezzo all’interno della macchina. Il tutto con una precisione, affidabilità e ripetibilità assoluta. È chiaro infatti che un errore di movimentazione o di spostamento di un singolo passaggio, durante l’avanzamento di una trave da 7 mm di spessore, potrebbe causare danni. Per tener conto di questi possibili eventi, è stato sviluppato un sistema continuo di monitoraggio della situazione, che blocca il processo immediatamente, se vengono avvertite delle anomalie. La macchina sviluppata è in grado di profilare pezzi di spessore e sagome diverse,e non è legata a un disegno fisso. Infatti i costruttori di mezzi di trasporto hanno nella loro produzione vari modelli e vari chassis, e devono essere in grado di passare rapidamente e in sicurezza da un prodotto a un altro con relativa facilità di programmazione. A tale scopo, è stato ideato un sistema CAD/CAM, che a partire da un disegno CAD del cliente, in formato; dwg o; dxf, converte il disegno in file di programmazione macchina. Il software calcola automaticamente le posizioni che devono avere le varie teste di profilatura e le guide mentre il pezzo avanza nella profilatrice. Durante le fase di test di un nuovo prodotto, come in tutte le profilatrici a configurazione controllata da computer, possono essere necessarie delle correzioni nella posizione dei rulli. Una volta trovato il settaggio ideale, questo viene salvato all’interno del sistema di comando, e può essere richiamato con un semplice codice prodotto. La macchina costruita dalla STAM e avviata in STAM ha dato risultati eccellenti. Il cliente, interessato a questa tipologia di impianto ha potuto misurare tutti i pezzi prodotti, controllare la ripetibilità del processo, e confrontarla con il processo attuale. La tradizione è stata confermata: alla STAM SPA di Ponzano Veneto si lavora per il presente e per il futuro.

Esempi di profili a sezione variabile, fino a 7 mm, prodoti in STAM
Esempi di profili a sezione variabile, fino a 7 mm, prodoti in STAM

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