Clinching innovativo per collegamento meccanico di lamiere

Negli ultimi anni è notevolmente cresciuto l'interesse delle case automobilistiche e dei costruttori di elettrodomestici, ad impiegare materiali sempre più leggeri quali l'alluminio e sue leghe che, come è noto richiedono l'uso di tecniche di giunzione differenti da quelle fino ad ora largamente impiegate. Infatti la tecnica di giunzione delle lamiere tradizionalmente impiegata nell'industria automobilistica, ossia la saldatura a punti, risulta problematica con l'alluminio, a causa dell'ossido che si forma e che ostacola la formazione del giunto. Per questa ragione l'attenzione si è rivolta a soluzioni alternative di assemblaggio, tra cui la il clinching, la saldatura laser, gli adesivi strutturali e la rivettatura autoperforante. Clinching e rivettatura autoperforante in particolare sono tecniche di giunzione meccanica che possono essere automatizzate in modo simile alla saldatura per punti, e che non richiedono prefori nel foglio di lamiera. In particolare nel clinching la giunzione viene ottenuta tramite la pressione esercitata da un punzone che, comandato da un'unità meccanica, idraulica o pneumatica pressa la lamiera superiore contro la lamiera inferiore che poggia su una matrice. La lamiera superiore penetra nell'inferiore espandendosi in uno spazio anulare, ricavato sul fondo della matrice. Le due lamiere generano un sottosquadro che è la causa del reciproco aggancio. Tra le varie tipologie di costruzione della matrice appare particolarmente efficace quella utilizzante una matrice divisa in settori resi estensibili mediante l'azione di un sistema elastico. Ciò comporta che il processo di formatura procede tramite una prima deformazione delle lamiere all'interno della matrice, l'espansione del materiale a seguito dell'allargamento delle pareti della matrice, la compressione dello stesso sul fondo e sulle pareti della matrice ed il riempimento completo della stessa con conseguente scorrimento del materiale. Nel momento in cui viene tolto il carico applicato al punzone si ha il ritorno dello stesso alla sua posizione iniziale e la fuoriuscita del giunto dalla matrice la quale per effetto della azione del sistema elastico premente ritorna anch'essa nella sua condizione iniziale. Diversi ricercatori, tra cui il sottoscritto, hanno condotto studi sperimentali allo scopo di valutare i parametri operativi del processo e la loro influenza sulla qualità della giunzione, studiando la meccanica della formazione della giunzione anche con l'ausilio di moderne tecniche di simulazione numerica. Scopo della presente ricerca è di proporre una nuova tecnologia di giunzione clincing: il fiat clincing, e cioè di sottoporre le lamiere giuntate mediante il processo sopra esposto, ad una ulteriore deformazione impiegando una coppia punzone-matrice costituita da un punzone con un diametro inferiore a quello impiegato nel primo processo e da una matrice piatta. Si viene a creare in questo modo un giunto che non mostra discontinuità sulle superficie esterna dell...

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