Progetto di unità di formatura per la profilatura di tubi metallici saldati longitudinalmente

In ambito metalmeccanico i tubi occupano una vastissima gamma di applicazioni. La profilatura a rulli, o ‘roll forming’, è un processo in uso ormai da decenni e, nel caso di tubi con sezioni chiuse, si richiede inevitabilmente un’azione di saldatura longitudinale. È fondamentale stabilire le giuste tolleranze geometriche per poter garantire che la giunzione dei lembi del nastro sia allineata con la linea di saldatura. In questi processi il profilo dei rulli è sicuramente determinante: la forma viene studiata attraverso analisi agli elementi finiti (FEM) al fine di minimizzare le tensioni residue lungo la sezione trasversale e minimizzare il numero dei passaggi di formatura. I rulli vengono progettati per dei particolari valori di diametro e spessore del tubo. Anche il resto del macchinario, però, gioca un ruolo chiave: la struttura e il sistema di movimentazione per ogni testa di formatura devono avere una rigidezza tale da poter garantire un controllo più efficace sull’evoluzione del profilo. Se da una parte i rulli sono studiati prendendo in considerazione il comportamento elastico del nastro, il resto della testa di formatura deve permettere un preciso posizionamento dei rulli stessi affinché essi possano lavorare nel modo più efficiente. Vengono quindi effettuate delle analisi FEM anche per la struttura, al fine di valutare la rigidezza del sistema e minimizzare gli spostamenti dei rulli in fase di esercizio. In questo elaborato verrà trattato in modo approfondito lo studio progettuale delle diverse teste di formatura di un macchinario rivisitato per profilatura di tubi cilindrici. Questo studio è stato fatto collaborazione con una realtà industriale, CSM Group di Codognè in provincia di Treviso. Partendo da un modello preesistente e basandosi sullo stato dell’arte della profilatura a rulli, si sono valutati i possibili parametri di esercizio. Stimate quindi le grandezze protagoniste di questi processi e valutati i relativi limiti di applicabilità, sono stati proposti e discussi diversi schemi strutturali. presto disegnati attraverso software CAD, dove componenti normati e sensori sono stati scelti da cataloghi di diversi fornitori. Sono state effettuate delle verifiche con analisi FEM dei modelli, a sostegno degli obiettivi prefissati, il tutto cercando di scegliere le soluzioni migliorative dal punto di vista strutturale e di coniugare semplicità, velocità e sicurezza dell’attrezzaggio. I modelli definitivi verranno quindi costruiti ed assemblati per poi essere sottoposti a test di misura: le rilevazioni possono essere effettuate usando dei componenti elettronici da collegare al computer attraverso un software apposito per studiare la risposta delle teste di formatura e, in base alle osservazioni fatte sui risultati, si può procedere con un miglioramento ulteriore del macchinario e delle azioni da parte dell’operatore durante i set-up.