Forare il metallo è, da sempre, un punto di partenza importante per chi fa lavori di manutenzione professionale e amatoriale. La foratura è una delle operazioni più comuni nelle lavorazioni per asportazione di truciolo e rappresenta un processo essenziale nella produzione meccanica.
Per il metallo non vale il principio della percussione: bisogna utilizzare il movimento rotatorio. La foratura è una lavorazione per asportazione truciolo che prevede, normalmente, l’impiego di un utensile - o punta - che presenta un movimento sia rotante che di traslazione sull’asse; può essere effettuata con apposite foratrici, con centri di lavoro, o anche con un tornio, nel qual caso sarà però il pezzo ad essere in rotazione, e non la punta.
Viene utilizzata per creare fori cilindrici, solitamente di sezione circolare, su materiali metallici, plastici o compositi. I fori possono andare da diametri di un decimo di millimetro fino a diversi centimetri. Il foro cilindrico passante è quello più comune; un foro svasato presenta all'imboccatura un tratto a tronco di cono, mentre il foro con lamatura ha all'imboccatura un diametro maggiore e cilindrico.
La strumentazione per forare il metallo è fondamentale per ottenere il risultato di cui hai bisogno. Gli utensili da taglio per la perforazione sono chiamati punte da trapano. In genere, viene utilizzata una punta elicoidale per la sua versatilità. - Punta elicoidale: È la più comune e utilizzata per la maggior parte delle applicazioni.
In generale, le punte HSS sono le più adatte per la foratura dei metalli. Si tratta di acciaio rapido o super rapido, un acciaio per utensili altolegato particolarmente robusto e resistente. Poi, quelle con una minima percentuale di cobalto (tipo il 5%) sono perfette per forare l'acciaio inox.
Leggi anche: funzioni e applicazioni cliniche del sondino naso-gastrico
Altre tipologie di punte utili nelle varie applicazioni includono:
Il foro di dimensioni particolari non si può fare con una punta elicoidale normale: hai bisogno di una fresa a tazza. Vale a dire una sorta di cilindro con profilo affilato che taglia una circonferenza nella piastra.
Se vuoi fare un buco nel metallo assicurati di aver fissato bene la base di lavoro. Qui si sfruttano le potenzialità del trapano a colonna, una soluzione che ti consente di posizionare la piastra o la staffa su un piano e far scendere la punta con un moto perpendicolare guidato. Un tubo dovrebbe essere chiuso nella morsa da idraulico, con apertura dall'alto. Lo stesso vale per una placca o una lamiera.
L’evoluzione delle macchine utensili ha portato allo sviluppo di tecnologie più avanzate per la foratura. Oggi, l’automazione e i controlli CNC permettono di ottenere fori di precisione con una ripetibilità elevata. La foratura CNC è un processo di lavorazione sottrattiva controllato da computer, in cui una punta rotante crea un foro rotondo in un pezzo stazionario.
I componenti chiave di una perforatrice CNC includono il pannello di controllo, il mandrino, il portautensili, il tavolo di lavoro, assi e motori, il sistema di raffreddamento, il cambio utensile, il telaio e il convogliatore per trucioli. Esistono vari tipi di trapano CNC: foratrice a mandrini multipli, micro trapano a colonna, trapano verticale CNC, trapano a colonna CNC a braccio radiale, perforatrice a torretta e perforatrice a gruppi.
Leggi anche: scopri la tecnica della mandibola-strumento latinoamericana
Un diametro della punta maggiore impone una velocità minore. Quindi, il numero di giri al minuto è direttamente proporzionale al diametro del foro. Un parametro standard che si può osservare è questo: per fori minori di 6 mm si superano i 1000 rpm, per quelli superiori si va oltre la soglia dei giri/minuto indicata.
La velocità di taglio (Vc) è la velocità periferica della punta rispetto al pezzo. La combinazione di questi parametri influenza la durata dell’utensile, la qualità del foro e l’efficienza dell’operazione. L’ottimizzazione della velocità del mandrino e della velocità di avanzamento è necessaria in funzione della durezza del materiale, del diametro dell’utensile e della profondità di taglio.
La foratura genera molto calore. Per la foratura dei metalli sono ideali lubrificanti come olio da taglio o da perforazione: il pezzo e la punta vengono bagnati con il liquido refrigerante prima di iniziare il lavoro e a intervalli regolari. Questo prodotto serve a lubrificare e raffreddare la punta che opera con maggior facilità il blocco sul quale stai operando.
Altro vantaggio: grazie a questa emulsione puoi mantenere i trucioli di risulta nel liquido ed evitare che interferiscano con la lavorazione. Per la foratura metallica spesso si consiglia una miscela di acqua e olio solubile; ad esempio, durante la foratura dell'alluminio, il refrigerante è olio solubile con l'80-90% di acqua.
Il sistema di raffreddamento delle macchine CNC fornisce refrigerante al sito di perforazione per ridurre il calore e l'attrito, prolungando la durata dell'utensile e prevenendo danni al pezzo. Il convogliatore o sistema di raccolta dei trucioli mantiene pulita l'area di lavoro e previene danni alla macchina.
Leggi anche: come scegliere lo spazzolino ideale per l'igiene orale
Prima di poter praticare un foro nel metallo, è necessario contrassegnare la posizione esatta con un punzone di dimensioni adeguate e un martello. In questo modo, la punta rotante per metallo del trapano potrà trovare un immediato appoggio e non si allontanerà in modo incontrollato.
Quando si eseguono fori su tubi metallici, è necessario prima fissarli saldamente in un telaio di perforazione o in una morsa. Occorre sempre evitare di applicare troppa pressione quando si forano i metalli. Per lavorare in sicurezza è indispensabile indossare dispositivi di protezione individuale: occhiali di sicurezza, protezione respiratoria e cuffia protettiva.
Attenzione: quando si fora il metallo con macchine rotanti è assolutamente vietato indossare indumenti come guanti, maniche larghe o cappucci con cordoncini. Il momento più critico si verifica alla fine del processo di foratura, quando la punta attraversa completamente il metallo: ridurre la pressione di contatto alla fine del foro e assicurarsi che il pezzo sia sempre saldamente fissato.
Esistono tecniche speciali per condizioni particolari: la foratura a tuffo viene impiegata per realizzare delle cave senza sottoporre il mandrino a carichi eccessivi, ricavando la cava praticando fori sovrapposti almeno per un terzo della propria superficie per facilitare l’espulsione del truciolo.
La foratura si definisce profonda quando la lunghezza del diametro è molto elevata rispetto al suo diametro, da 5 a 100 volte superiore. La foratura ad enucleazione viene impiegata per realizzare fori passanti di elevato diametro con macchinari di potenza insufficiente per il lavoro tradizionale.
Dopo la foratura, potrebbe essere necessario limare eventuali trucioli sporgenti nei fori di entrata e di uscita. Gli spigoli vivi sul bordo del foro possono essere levigati con uno sbavatore. È quindi possibile utilizzare una svasatrice per affondare le viti a filo nel metallo senza che la testa della vite sporga dal materiale.
Dopo aver praticato un foro nel metallo zincato, è necessario trattare il punto di perforazione con uno spray adatto allo zinco o antiruggine: il processo di foratura potrebbe aver rimosso la lega protettiva, il pezzo potrebbe corrodersi a partire da quel punto. Utilizzare uno spray o vernice apposita per rinnovare lo strato protettivo.
I fori sono una caratteristica essenziale di quasi tutte le parti meccaniche o gli utensili, sia per scopi estetici che di assemblaggio. Alcuni esempi specifici di componenti forati CNC includono blocchi motore e mozzi vari nell'industria automobilistica, parti della fusoliera e componenti del motore nell'aerospaziale, custodie e alloggiamenti nel settore elettronico, protesi e impianti nel settore medicale, e mozzi di turbine nel settore energetico.
Se cerchi servizi di perforazione personalizzati, società specializzate offrono la produzione di fori complessi e ad alta tolleranza su una vasta gamma di materiali. Fornitori esperti consentono di caricare file di progettazione direttamente su piattaforme per ricevere preventivi immediati e analisi gratuite per ottimizzare il processo produttivo.
La foratura, sebbene possa sembrare un’operazione meccanica semplice, richiede una profonda conoscenza delle tecniche e delle attrezzature coinvolte. Un disegnatore meccanico deve essere consapevole di questi aspetti per creare progetti efficienti e funzionali.
| Fattore | Indicazione pratica |
|---|---|
| Punta | HSS; HSS + 5% Co per inox; punte a gradini per lamiere |
| Velocità | >1000 rpm per fori <6 mm; ridurre con diametro maggiore |
| Raffreddamento | Olio da taglio o emulsione acqua/olio; spray refrigerante |
| Fissaggio | Morse, morsetti, mandrini magnetici, piastre di fissaggio |
| Controllo qualità | Misurazioni con tolleranze strette, sbavatura e svasatura |
Seguendo attentamente i consigli e le tecniche descritte in questo articolo, riuscirai a eseguire forature precise e sicure, sia in contesti di fai da te che in produzione industriale.
tags: #lavorazione #foratura #con #strumento #a #punta
