Tranciatura o pressofusione a camera calda di zama? Scopri quale tecnologia preferire per la tua produzione in serie

Continuando il discorso affrontato nell'articolo "Imbutitura e pressofusione a camera calda: due tecnologie produttive a confronto", vorrei parlarti oggi di una tecnica complementare all'imbutitura: la cosiddetta “Tranciatura”.

Spesso le due tecnologie vengono utilizzate assieme, anche sullo stesso stampo, per realizzare un unico componente.

La differenza principale tra i due metodi produttivi è la seguente:

  • nell’imbutitura il materiale viene plasmato mediante una deformazione plastica ed uno stiramento, per fargli prendere la forma;
  • nella tranciatura, il materiale viene modificato tramite la semplice piegatura (anche in più fasi, con gli stampi a passo) e viene tagliato.

La tranciatura dei metalli, come l’imbutitura, è un processo produttivo a freddo e viene eseguito con uno stampo. In questo caso, si parte da un foglio o nastro di lamiera, per poi delineare una figura geometrica piana.

Praticamente, il punzone va a penetrare nella matrice tagliando la lamiera, secondo una figura che corrisponde alla forma definita sia dal punzone stesso che dalla matrice.

Come accennato, la tranciatura dei metalli si accompagna spesso ad una o più fasi di piegatura: la lamiera, cioè, viene prima deformata, e solo dopo tagliata, mediante dei punzoni di tranciatura. In questo caso non si parla di semplice “taglio”, ma di “formatura”. Ma qual è la differenza in termini produttivi e di risultato tra questa tecnologia e la nostra lavorazione mediante pressofusione a camera calda?

Andiamo a scoprirli insieme!

Pressofusione a camera calda e tranciatura a confronto

Velocità di produzione

Come già abbiamo visto per l’imbutitura, anche nel caso della tranciatura di una lamiera la cadenza produttiva risulta essere elevata.

Eppure, al momento stesso, sussistono dei tempi di set up che vanno a rallentare di molto l’intero processo, soprattutto nel caso di un guasto improvviso allo stampo.

Risparmio energetico

In questo caso possiamo fare delle considerazioni simili a quelle già affrontate per l’imbutitura.
Tieni presente, infatti, che tranciatura e imbutitura sono equivalenti e spesso complementari, tanto da coesistere nello stesso processo produttivo.

Un confronto diretto con il consumo energetico richiesto dalla zama non è semplice, perché molto dipende dalle dimensioni del pezzo che si vuole produrre.

La tranciatura delle lamiere può farti ottenere sia componenti decisamente piccoli (es. i contatti elettrici) sia articoli molto più grandi.

E ovviamente i costi energetici richiesti sono proporzionali alle dimensioni dei macchinari coinvolti.

Pezzi con forma definitiva

I pezzi realizzati tramite tranciatura possono essere considerati finiti all’uscita dallo stampo, ma solo se questo viene costruito con opportuni accorgimenti che lo rendono molto più complesso e costoso.

Tutte le operazioni di ripresa fattibili sulla zama, come le maschiature, possono venir integrate direttamente sugli stampi della tranciatura, ma a livello economico non sempre si tratta della soluzione più conveniente.

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Sicurezza

Come avevamo visto per l’imbutitura, anche nel caso della tranciatura dei metalli, le norme vigenti in materia di sicurezza del lavoro rendo ormai tutti i processi produttivi attentamente controllati.

La tranciatura, però, presenta lo stesso problema dell’impatto acustico causato anche dall’imbutitura: un rumore eccessivo provocato dal lavoro delle macchine che impattano sulla lamiera, mentre la plasmano e la tagliano.

Per contro, la zama è caratterizzata da un processo di lavorazione molto più silenzioso, dal momento che le presse utilizzate con la fusione hanno un impatto acustico lieve.

Elevata ripetibilità e qualità di produzione

Per ottenere un prodotto di buon livello ed avere lo stesso risultato nel tempo, mediante le operazioni di tranciatura, molto dipende da come è fatto lo stampo e dal suo corretto funzionamento.

Ma non solo: al fine di tenere sotto controllo la precisione, è importante eseguire un’accurata manutenzione dello stampo.

E bisogna anche affinare periodicamente i punzoni (o coltelli).

Questo ovviamente comporta una duplice spesa extra, causata dai costi vivi di manutenzione, ma anche dai costi indiretti, dovuti ai fermi macchina.

Un altro aspetto da prendere in considerazione per ottenere una buona qualità e garantire la ripetibilità del processo è la corretta gestione dei parametri coinvolti: devono essere esatti e ben settati.

Infatti, si potrebbero verificare fratture importanti se il gioco tra punzone e matrice risultasse troppo basso.

Se invece dovesse essere troppo alto, potrebbero presentarsi delle bave, arrotondamenti od inclinazioni della superficie di frattura.

Tutti difetti che vanno a rovinare i pezzi lavorati.

In ogni caso, le tolleranze della tranciatura risultano essere più grandi rispetto a quelle ottenibili con la zama.

Solo le tolleranze della tranciatura fine (esempio i contatti elettrici o altri pezzi decisamente minuscoli) si avvicinano leggermente a quelle delle leghe di zinco.

Complessità del progetto

La zama offre una libertà di progettazione decisamente maggiore: non solo ti permette di realizzare pezzi più complessi, ma non ti vincola a dover mantenere degli spessori vicini a quelli della lamiera di partenza.

Con la tranciatura puoi lavorare anche su delle geometrie un po’ più elaborate, tenendo conto del fatto che dovrai quasi sicuramente abbinarla all'imbutitura ed utilizzare degli stampi più costosi.

Compatibilità ambientale

Sia la pressofusione a camera calda, sia la tranciatura utilizzano i metalli, che non inquinano e sono altamente riciclabili.

Costi

In termini di costi da affrontare, è complicato confrontare le due tecnologie in modo diretto, dal momento che i pezzi ottenibili non sono quasi mai paragonabili.

Inoltre subentrano tutta una serie di fattori.

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    Molto dipende dalla complessità del progetto:
  • Se la figura è semplice, è probabile che la soluzione migliore sia realizzare un pezzo tranciato. Questo, considerando, soprattutto, l’alta velocità di lavorazione.
  • Se il disegno si complica, ad esempio aggiungendo anche solo un perno, il costo della tranciatura aumenta a causa delle lavorazioni aggiuntive richieste.

Questo articolo dotato di perno risulterà allora più semplice da realizzare attraverso la pressofusione, poiché lo puoi ottenere già pronto di stampo.

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    Rilevante è il materiale utilizzato:

Il materiale scelto dipende anche dalle proprietà che si vogliono esaltare nel proprio progetto.

Comunque ogni materia prima ha il suo costo, che andrebbe già di per sé calcolato.

Inoltre, anche le sue caratteristiche chimico fisiche possono influire sulla spesa finale, in particolare la durezza e lo spessore del materiale trattato.
Metalli più duri e spessi (come nella tranciatura dell’acciaio) richiedono sforzi di taglio e piegatura maggiori, aumentando, di conseguenza, il consumo e la probabilità di rottura delle attrezzature.

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    Costi legati al consumo energetico:

Ti ho già accennato al fatto che la tranciatura, essendo una lavorazione a freddo, potrebbe sembrare più conveniente, in un primo momento.

Però, ricorda che questa tecnologia si serve di una pressa piuttosto grande che sarà comunque energivora a causa della movimentazione idraulica richiesta.

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    Costi delle attrezzature:

Matrici e punzoni tendono ad usurarsi velocemente a causa degli sforzi di taglio che devono sopportare: la conseguenza è che nella tranciatura i fermi macchina risultano essere più frequenti, ed i costi di manutenzione sono sicuramente più elevati.

Già di partenza, poi, gli stampi richiesti per le operazioni di tranciatura sono decisamente più costosi di quelli per la pressofusione.

Soprattutto se si tratta di stampi a passo: quegli stampi cioè impiegati con un nastro che va avanti ad intermittenza e si arresta a delle stazioni predefinite.

Ad ogni fermata il pezzo subisce una lavorazione fino ad arrivare alla definitiva separazione del componente ottenuto dal nastro, che a quel punto diventa sfrido.

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    Altre spese:

Anche scegliere il corretto lubrificante è fondamentale per preservare gli strumenti.
È importante quindi investire in un buon lubrificante ed utilizzarlo quando necessario, piuttosto che ritrovarsi con degli stampi usurati precocemente dall'eccessivo attrito tra le parti.

In conclusione possiamo dire che la tranciatura può essere utilizzata soprattutto per produzioni di grandi serie, al fine di ottenere dei manufatti a basso costo. 
A patto che la limitazione geometrica non rappresenti un problema.

Se infatti dovesse servirti una certa complessità di progetto o anche semplicemente uno spessore diverso da quello ottenibile con una lamiera di partenza, allora la zama è la tecnologia più vantaggiosa per te.

Se vuoi confrontare nel dettaglio la tua strategia produttiva con i risultati che potresti ottenere lavorando la zama, io posso aiutarti!

Lavoro da 30 anni nel settore e conosco tutti i segreti per ottimizzare al meglio il tuo ciclo produttivo.

Inoltre ti invito a condividere questo articolo con tutti i tuoi amici e colleghi, in modo da contribuire a diffondere la conoscenza sulla zama.

"Maneggio la Zama sin da bambino e me ne occupo professionalmente a tempo pieno a partire dal lontano 1992. Amo aiutare aziende, tecnici e progettisti a trasformare le loro idee ed i loro progetti in componenti pressofusi in zama." 

Alberto Giretti