Il fattore k è fondamentale nel settore della pressopiegatura ed è strettamente legato al concetto di ritorno elastico. Viene anche chiamato bend allowance e serve per calcolare lo sviluppo della lamiera. Conoscere la formula del fattore k è un dato fondamentale per piegare correttamente ogni tipo di lamiera, infatti varia a seconda del tipo di materiale da deformare.
Che cos'è il fattore k?
Il fattore k ci indica il comportamento del materiale che stiamo piegando e il suo modo di reagire riguardo le tensioni di trazione e compressione applicate.
In sostanza non è altro che il rapporto tra lo spessore della lamiera e l'asse della fibra neutra, ovvero tra t (distanza tra l'interno della piega e il piano neutro) e T (lo spessore del pezzo).
Cosa s'intende per piano neutro?
Il piano neutro è quella zona ideale che nella fase di piegatura non subisce variazioni e né si accorcia né si allunga. Vuoi conoscere meglio che cos'è il piano neutro? Abbiamo scritto un articolo che approfondisce questo argomento.
A grandi linee, possiamo dire che nella grande maggioranza dei casi, il piano neutro risiede a circa 1/3 dello spessore dall'interno e che, quindi, vale 0,33.
Es: uno spessore di 30/10, presenterà un t=1mm, quindi 1/3= 0,33= k
Ci sono tuttavia casi in cui la posizione del raggio neutro tende a spostarsi verso il centro, cioè quando il rapporto tra
r/T > 1
Dove r è il raggio interno della piegatura e T è lo spessore.
Formula fattore k lamiera
Esiste una formula per calcolare lo sviluppo della lamiera ed è la seguente:
k = log(r/s)x0.5+0.65
In ogni caso, con questa tabella ottieni una serie di valori che possono essere utilizzati una volta che si dispone del giusto raggio interno di piegatura.
Tabella fattore k lamiera
| 0,65>r/t<=1 | k=0.3 |
| 1 | k=0.35 |
| 1.5 | k=0.4 |
| 2.4 | k=0.45 |
| 3.8 | k=0.5 |
Cosa condiziona lo sviluppo della lamiera?
Lo sviluppo della lamiera viene condizionato in genere da fattori quali: il materiale, lo spessore e le matrici utilizzate oltre che, in misura minore, dal raggio del punzone.
Tutte queste componenti in misura differente agiscono sulla dimensione del raggio interno. La conseguenza naturale è che, più i raggi sono ampi, più lo sviluppo deve essere ridotto, e viceversa.
Vediamo ora quali sono i principali fattori che condizionano lo sviluppo della lamiera:
1) Larghezza della matrice
Una matrice più larga genera un raggio più ampio rispetto ad una stretta.
2) Tipo di piegatura
Un altro aspetto che molto spesso non viene considerato è che a parità di larghezza della matrice, di materiale e di spessore, assistiamo ad una variabilità delle dimensioni del pezzo finito a seconda che la modalità di piega sia in aria o a fondo matrice. Quest'ultima, infatti, genera un raggio più piccolo e necessita, quindi, di sviluppi più lunghi.
Discorso particolare va fatto per la coniatura. Essa è l'unica modalità in cui il raggio interno è identico a quello del punzone e in cui lo sviluppo è condizionato interamente dalle dimensioni del raggio del punzone.
3) Raggio del punzone
Come già visto, il raggio del punzone in condizioni standard (quindi non con particolari piegature che prevedono l'utilizzo di utensili con raggi molto ampi) dovrebbe assumere un valore di circa 2/3 quello del raggio interno di piegatura.
Questo perché, in misura minore, anche questa componente tende a generare differenze sulle quote dei pezzi finiti.
Piegare con un raggio del punzone troppo fine su spessori medi, (ad esempio r 0,8 su 50/10 di spessore) oltre a creare dei solchi antiestetici internamente, provoca uno stress del materiale più accentuato e una curvatura innaturale.
Fattore k lamiere: come sviluppare una lamiera?
Esistono diverse tecniche all'interno di un'officina per l'individuazione degli sviluppi.
Ormai si tende a fare affidamento ai numerosi software in commercio, ma non è escluso che le correzioni che vengono immesse derivino ancora da metodi empirici sviluppati internamente dalle imprese.
Vediamo ora quali sono alcune strade percorse dagli operatori.
- Le tabelle esperienziali: si ottengono mediante la rilevazione di compensazioni da immettere negli sviluppi attraverso prove pratiche.
- Compensazioni: prevedono che vengano aggiunti valori di compensazione corrispondenti ad una percentuale dello spessore alle misure interne delle pieghe .
- Tabelle DIN: sono tabelle che forniscono dei valori che vanno sottratti dalle misure esterne dei pezzi piegati.
- Calcoli geometrici: attraverso l'applicazione dei fattori k ottenuti mediante la formula vista precedentemente oppure con i valori esemplificativi della griglia in base a r/t.
- Forzando il raggio e modificando il fattore k: è un approccio utilizzato dai progettisti e dai disegnatori che utilizzano software di modellazione 3D.
- Metodo delle percentuali: è un sistema largamente utilizzato. Si semplifica inizialmente il valore del raggio interno della lega in base alla matrice e al materiale e poi si inserisce il fattore k della tabella.
Ora che conosci in modo approfondito che cos'è il fattore k e come si calcola, puoi determinare con esattezza lo sviluppo della lamiera da piegare.
