Forgia oleodinamica

La forgiatura, o fucinatura, rappresenta da millenni un modo molto efficace per produrre acciaio di alta qualità. Pensiamo ad esempio alle spade dei guerrieri, che dalla notte dei tempi sono realizzate da abili fabbri mediante fucine a carbone, martello ed incudine. Questo procedimento, passando per i magli a vapore della rivoluzione industriale, è sopravissuto fino ai giorni nostri, traendo nuova linfa dalle moderne tecnologie. Invece di spade da pochi chili, vengono forgiate parti pesanti decine di tonnellate. Le mani sapienti dei fabbri non stringono più martelli e pezzi incandescenti, ma azionano delicatamente precisi joystick che, grazie sistemi di comunicazione basati su Bus, guidano sistemi ad anello chiuso in grado di produrre forze da migliaia di tonnellate con precisioni di decimi di millimetro. Dell’antico mestiere di un tempo, la forgia conserva solo il fascino di plasmare il metallo con l’intelligenza dell’uomo, elevato all’ennesima potenza grazie all’impiego delle sue moderne tecnologie.
Al giorno d’oggi la forgiatura trova sempre maggior impiego per la fabbricazione di pezzi metallici di forma complessa e prestazioni elevate. La particolare conformazione delle fibre che è possibile

ottenere rispetto, ad esempio, ai processi basati sulla fusione del metallo, conferisce ai pezzi forgiati un’elevata qualità e una microstruttura molto più resistente agli sforzi meccanici. È per questo motivo che i pezzi forgiati trovano applicazione in tutti i settori industriali: dall’aerospaziale a quello dell’industria energetica (in particolare eolico e nucleare), dal settore navale alla meccanica generale e molti altri.
Duplomatic Oleodinamica, grazie ai controlli oleoidraulici proporzionali ed alla tecnologia digitale garantisce in tutti questi settori prestazioni ed affidabilità di elevato livello.

Le caratteristiche fondamentali di un moderno impianto per forgiatura sono affidabilità, velocità,

precisione ed efficienza energetica. Un’elevata velocità di forgiatura consente di lavorare il pezzo

prima che questo si raffreddi, e quindi una pressa veloce è in grado di realizzare particolari complessi in un solo riscaldo, con notevole risparmio energetico e di tempo. La pressa della nostra applicazione ha una velocità massima di lavoro di 100mm/s e può offrire una spinta massima di 2200ton, con potenza installata di 1200kW.

La pressa è dotata di un cilindro principale a semplice effetto che aziona la traversa mobile e di due cilindri che hanno la funzione di eseguire la risalita. La discesa della traversa avviene per gravità durante il funzionamento in manuale; in questo caso una grossa valvola di preriempimento, in grado di far passare portate nell’ordine di 15'000 litri/min, assicura il riempimento del cilindro. Quando la traversa va a contatto con il pezzo, la valvola si chiude automaticamente e il flusso d’olio inviato nel cilindro da tutte le pompe fa salire la pressione ad un valore tale da vincere la resistenza dell’acciaio incandescente da lavorare. Le pompe sono unità assiali a cilindrata variabile azionate da motori elettrici e dotate di controllo di potenza: in questo modo la pressa offre elevate velocità a carichi medio bassi (finitura) e, allo stesso tempo, consente di raggiungere pressioni elevate necessarie in alcune fasi specifiche di lavoro dove viene realizzata una elevata deformazione. La peculiarità di questo impianto consiste nel non essere dotato di valvole regolatrici tra le pompe ed il cilindro principale: questo consente di ridurre al minimo le cadute di pressione, realizzando un’elevata efficienza del sistema. Il blocco valvole realizza la funzione di convogliare la portata di tutte le pompe al cilindro principale, garantendo la sicurezza di funzionamento e consentendo di escludere singolarmente ogni pompa.

La discesa del cilindro è misurata da sensori magnetostrittivi senza contatto. Quando il cilindro

raggiunge la posizione reimpostata, ovvero quando il forgiatore ritiene di dover interrompere la

deformazione, una servo valvola di elevate prestazioni realizza la decompressione e lo scarico del cilindro. La decompressione rappresenta una fase molto importante per questi impianti in quanto deve essere veloce per garantire una buona precisione del pezzo, ma allo stesso tempo non deve generare portate istantanee troppo elevate che possono danneggiare il circuito stesso. Le valvole che vengono impiegate consentono di regolare migliaia di litri al minuto di portata con tempi di risposta nell’ordine di 10ms. In questo modo, la ripetibilità che l’impianto riesce a raggiungere è nell’ordine di 0.5mm, il che conferisce ai pezzi finiti un aspetto liscio e preciso. La salita viene realizzata mediante una valvola proporzionale DSPE8G comandata in anello chiuso.

La pressa può eseguire anche cicli automatici di lavoro, dove l’unico compito dell’operatore è di

sorvegliare il corretto svolgimento della sequenza di operazioni. In particolari condizioni, la pressa può eseguire anche più di 80 cicli al minuto, il tutto con movimenti armoniosi e dolci. In questo caso, la precisione ed i bassi tempi di risposta delle valvole Duplomatic giocano un ruolo fondamentale.
Oltre alla slitta principale, la macchina è dotata di un carro mobile che serve a spostare la mazza

inferiore. Il carro è azionato da un cilindro controllato in anello chiuso e azionato da una valvola

proporzionale DSPE8G dotata di elettronica integrata e cassetto rigenerativo. Questa soluzione

consente di ottenere un comportamento simmetrico in forze e velocità pur usando un cilindro a

doppio effetto a stelo non passante. Questo fatto ben si sposa con la particolare applicazione che richiede la stessa forza di comando in entrambe le direzioni.

L’impianto è completato da un sistema a due assi controllati per il cambio automatico delle

attrezzature, anche in questo caso gestito in modo preciso ed affidabile dalle valvole DSPE8G.

Particolare cura è stata posta nel condizionamento del fluido, realizzato da una specifica pompa di ricircolo che manda l’olio prima in un filtro ad elevate prestazioni e poi negli scambiatori di calore, il cui intervento è fortunatamente molto limitato. Il livello, la temperatura dell’olio in vari punti strategici del circuito ed il grado di contaminazione (da particelle solide e contenuto d’acqua) sono costantemente monitorati da un sistema diagnostico che garantisce quindi costanza nelle condizioni del fluido e di conseguenza elevati livelli di affidabilità del circuito idraulico.

Il manipolatore per forgia rappresenta una macchina molto complessa in quanto deve poter

muovere nello spazio elevati carichi formati da acciaio incandescente sostenuti “a sbalzo” e questo comporta una struttura molto pesante per poter equilibrare il momento ribaltante. Allo stesso tempo, è necessario che il manipolatore sia rapido, preciso e scattante, sia per quanto riguarda i movimenti di trasferimento (avanti e indietro), sia per quanto riguarda i movimenti della pinza (verticale, angolo di beccheggio, rotazione, comando pinza, traslazione orizzontale). Non ultimo il manipolatore deve essere compatto per potersi destreggiare agevolmente in ogni spazio disponibile.

Il cuore del manipolatore è costituito da un circuito idraulico formato da un sistema idrostatico a

circuito chiuso per il moto di trasferimento, un sistema a circuito aperto per tutti i movimenti della

pinza, ed un sistema di sterzatura. È inoltre presente un circuito di filtraggio e raffreddamento offline che sfrutta un efficace fan-drive idraulico che regola i giri del ventilatore al variare della temperatura dell’olio, consentendo un funzionamento silenzioso e a basso consumo energetico quando le condizioni di utilizzo della macchina non richiedono di dissipare un’elevata potenza termica.
Il circuito aperto sfrutta la tecnologia “Load Sensing”, che regola la pressione e portata della pompa in base al reale fabbisogno del circuito. In questo modo la potenza assorbita è istante per istante di poco superiore a quella realmente utilizzata: i vantaggi sono il risparmio energetico e la controllabilità. Questa tecnologia di solito prevede l’impiego di banchi valvole specifici, uguali a quelli montati sulle macchine per movimento terra. Tali componenti, visto il loro impiego, hanno dei limiti per quanto riguarda la dinamica di comando e la possibilità di essere montati in blocchi costruiti appositamente, spesso necessari visti gli esigui spazi disponibili.

compensatore di pressione e di alcuni circuiti di pilotaggio. Tale valvola, montata a sandwich su una normale piastra Cetop 8, consente di far operare le valvole proporzionali DSPE8G con una caduta di pressione fissa prestabilita, realizzando la proporzionalità tra comando e velocità di movimento indipendentemente dal carico. Questo a vantaggio della controllabilità e della dinamica. Una particolare logica di gestione dei pilotaggi realizzata internamente al blocco valvole consente di pilotare la pompa simulando il funzionamento di un reale sistema Load Sensing e di poter gestire nel modo più opportuno le pressioni massime di ogni carico.

L’impiego di valvole Duplomatic ha consentito di concentrare in un unico blocco tutte le funzioni del circuito aperto, semplificando enormemente le linee idrauliche con il vantaggio di aumentare

l’affidabilità e ridurre allo stesso tempo gli ingombri ed i costi.

Inoltre, l’impiego di valvole proporzionali ad elevate prestazioni quali le DSPE8G con elettronica

integrata consente l’implementazione di anelli di controllo su alcuni movimenti. Questo si è rivelato molto utili per semplificare il lavoro dell’operatore in fasi ripetitive.

I manipolatori possono essere azionati da motore elettrico, alimentati da rete tramite cavo aereo, oppure da motore endotermico (Diesel o gas) per la massima libertà di movimento. Tutti i

manipolatori sono dotati di una cabina operatore climatizzata che consente allo stesso di operare in condizioni di confort acustico e termico e di un sistema touch-screen per l’impostazione dei

parametri di lavoro e la diagnostica. Questi ed altri accorgimenti consentono di lavorare in modo

produttivo per tutto il turno di lavoro.

 

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