Tra tutte le lavorazioni che si possono eseguire su un foglio di metallo, spesso la punzonatura non è la prima a cui si pensa. Eppure, è molto diffusa, e non a caso: è veloce, precisa e adatta a una gamma di applicazioni molto ampia, dalla carpenteria industriale fino agli oggetti di arredo.

Vediamo insieme di cosa si tratta, come funziona e quando conviene sceglierla.

Cos’è la punzonatura e come si esegue

La punzonatura è un processo di lavorazione a freddo che consiste nell’applicare una forza controllata su una lamiera tramite un utensile chiamato punzone, che agisce insieme ad uno stampo, o matrice.

Il punzone scende sulla lamiera con una pressione tale da deformare o tagliare(a seconda del tipo di lavorazione) una porzione di materiale. Il tutto avviene senza alterare le proprietà del metallo, perché non c’è generazione di calore come nel taglio termico.

La macchina che esegue questa lavorazione è la punzonatrice, oggi quasi sempre a controllo numerico (CNC). Il sistema CNC muove la lamiera lungo gli assi X e Y posizionandola con precisione millimetrica sotto il punzone, che colpisce la lamiera un numero di volte molto elevato al minuto. Questo rende la punzonatura estremamente efficiente anche su lotti di produzione medio-grandi, perché garantisce un’ottima ripetibilità e di conseguenza uniformità della lavorazione.

I punzoni non sono tutti uguali e la loro forma determina il tipo di segno che lasciano sulla lamiera. Per la foratura, per esempio esistono punzoni rotondi, quadrati, rettangolari e sagomati su disegno, questi ultimi utilizzati quando serve un profilo particolare o ripetuto molte volte nello stesso pezzo. La combinazione di più corse di punzonatura, eseguite in sequenza, permette anche di ottenere contorni esterni complessi, non solo fori: è così che si realizzano ad esempio le griglie di aerazione o le superfici microforate, o altre deformazioni particolari.

La punzonatura trova impiego sia in ambito industriale sia in ambito di design. Di solito viene scelta rispetto ad altri macchinari: quando si devono creare delle deformazioni sulla lamiera, più o meno complesse; oppure quando si deve effettuare un elevato numero di forature della stessa forma e dimensione, in questo caso la punzonatrice risulta essere molto veloce e permette anche di evitare problemi di deformazione dovuti al calore (come potrebbe capitare su un taglio laser).

Quali metalli si possono punzonare

Questa lavorazione è molto versatile e si adatta bene a diversi tipi di lamiera: acciaio inox, alluminio, ferro, rame e ottone sono tra i materiali più lavorati con la tecnica della punzonatura, ciascuno con parametri di pressione e velocità calibrati sulle proprie caratteristiche meccaniche.

Anche lo spessore incide molto sulla scelta dei parametri di lavorazione, infatti le lamiere sottili richiedono attenzioni diverse rispetto a spessori maggiori, sia in termini di forza applicata sia di rischio di deformazione.

Ci sono anche metalli e leghe che è meglio evitare o trattare con molta cautela in punzonatura e il motivo è quasi sempre lo stesso: la fragilità del materiale. Un esempio classico è la ghisa: essendo un materiale fragile e poco duttile, sotto la pressione del punzone tende a fratturarsi o incrinarsi invece di tranciarsi in modo netto.

Lo stesso principio vale più in generale per i materiali duri e fragili in senso ampio: quando la durezza è molto elevata e la duttilità è bassa, il materiale non riesce ad assorbire la deformazione iniziale del punzone e si rompe in modo irregolare invece di tagliarsi in modo pulito.

C’è poi una differenza importante tra un metallo impossibile da punzonare e uno che è punzonabile, ma delicato. Alluminio e rame, ad esempio, non sono affatto esclusi, anzi sono tra i metalli più lavorati con questa tecnica, ma richiedono attenzione perché sono più morbidi e duttili: senza un supporto adeguato durante la lavorazione tendono a deformarsi o a piegarsi, con il rischio di ottenere un foro poco definito.

Va quindi valutata con attenzione la combinazione tra durezza, duttilità e spessore della lamiera prima di procedere alla punzonatura, perché più il materiale è fragile o duro, più cresce il rischio di cricche e rotture del bordo e in quei casi conviene valutare tecniche alternative, come ad esempio il taglio laser.

A cosa fare attenzione per evitare errori

Alcuni errori molto comuni nella punzonatura sono quelli di nesting, cioè di posizionamento delle sagome durante la programmazione del ciclo di lavoro. Se le forme sono troppo ravvicinate tra loro, il punzone può sormontare parzialmente un foro già realizzato, causando una deformazione del materiale invece di un taglio netto. Un altro errore tipico riguarda la scelta della distanza minima tra un foro e il bordo della lamiera: se questa distanza è troppo ridotta, il materiale tende a piegarsi o a strapparsi invece di tranciarsi in modo pulito.

Come abbiamo già detto, ogni lamiera, in base a materiale e spessore, richiede parametri di forza specifici: applicare gli stessi valori a metalli diversi può portare alla comparsa di bave sul bordo di taglio. Per questo, prima di avviare una produzione in serie, conviene sempre eseguire un test su un pezzo campione, verificando la qualità del taglio e la tenuta dimensionale del profilo.

Come spesso avviene nella carpenteria metallica, anche la punzonatura è una lavorazione che offre risultati eccellenti solo se eseguita con macchinari specifici e da tecnici che conoscono a fondo il comportamento dei diversi metalli. Scegliere il materiale giusto, calibrare correttamente i parametri di forza e programmare con attenzione la posizione delle sagome è infatti indispensabile per assicurare il risultato desiderato e non rovinare la lamiera.

In Officine Barnobi eseguiamo vari tipi di lavorazione sulla lamiera, mettendo a disposizione dei clienti l’esperienza maturata in oltre 60 anni e la consulenza professionale del servizio di coprogettazione ProjectLAM. Con le nostre competenze siamo in grado di prevenire le criticità e ottimizzare resa e tempistiche.Chiamaci e scopri cosa possiamo fare per te!