Cos'è il piano neutro nella lamiera? Guida al calcolo dello sviluppo

Il piano neutro è chiamato anche fibra neutra o asse neutro ed indica una sottile sezione della lamiera che non è soggetta né a trazione né a compressione. In pratica, non è altro che una linea immaginaria all'interno del foglio di lamiera che individua il punto in cui il materiale non subisce forze.

Il piano neutro è un elemento fondamentale per calcolare il fattore K, ossia quel rapporto tra raggio interno ed esterno che permette di calcolare lo sviluppo della lamiera. Se vuoi sapere qual è la formula per calcolare il fattore K, ti suggeriamo di leggere la nostra guida "Fattore k lamiera: cos'è e come si calcola"

Quando con la pressa piegatrice vai a lavorare un foglio di lamiera, il materiale subisce due diverse tipologie di forze che deformano la lamiera:

• forze di compressione, all’interno del raggio di piegatura;
• forze di trazione, all’esterno del raggio di piegatura.

Le aree periferiche sono quindi le zone dove si concentrano le maggiori tensioni che fanno sì che l'acciaio si allunghi o si accorci.
In sostanza, più ci si avvicina all’interno del materiale e più le tensioni applicate e le deformazioni calano. 

In una zona ideale, chiamata piano neutro o fibra neutra, avviene il bilanciamento delle due tensioni e, di conseguenza, troviamo una fascia sottile di materiale curvata ma non modificata nella propria lunghezza. Il comportamento del materiale che stiamo piegando e il suo modo di reagire riguardo le tensioni di trazione e compressione applicate viene espresso dal fattore k.

Capire il piano neutro e la deformazione della lamiera

Per capire ancora più in profondità il motivo per cui il fenomeno avviene è necessario spostare l’attenzione su quella che senz’altro rappresenta una delle prove sui materiali più note ed importanti: la prova di trazione.

Le prove sui materiali si distinguono in distruttive (dove il campione da testare viene irrimediabilmente danneggiato) e non distruttive (dove il campione rimane integro, in alcuni casi si possono effettuare direttamente sul pezzo finale) e rappresentano da moltissimi anni una strategia per capire, mappare e certificare le proprietà meccaniche degli stessi.

La prova di trazione, per quanto semplice, fornisce dei dati fondamentali per la comprensione delle caratteristiche meccaniche fornite da un determinato materiale.

Per poterla effettuare si utilizza un’apposita macchina idraulica che presenta degli alloggiamenti o delle pinze in cui vanno inseriti gli estremi della provetta che può avere delle forme e delle sezioni differenti ma unificate.

Questa sorta di piegatrice al contrario che ha la caratteristica di esercitare una sollecitazione in trazione anziché in compressione, tende la provetta fino al cedimento del materiale e alla sua conseguente rottura.

Ovviamente l’intero ciclo di test non è casuale ma viene effettuato lentamente e gradualmente e rilevando due grandezze fondamentali:

• la quantità di pressione esercitata;
• l’allungamento percentuale della provetta.

Queste due rilevazioni sono tradotte in un grafico in tempo reale che traccia l’andamento della deformazione e della rottura della provetta.

Ritornando alla piegatura si può capire che la zona attorno al piano neutro è quella che ha subito tensioni minori e che è rimasta, quindi, nelle condizioni di elasticità del materiale: è esattamente dove risiedono le fibre direttamente responsabili del ritorno elastico. Capire da che cosa dipende il ritorno elastico è fondamentale per ottenere l'angolo di piega desiderato; ecco perché abbiamo scritto un articolo che ti spiega quali sono le tecniche e gli strumenti per gestire il ritorno elastico.

Le zone periferiche, invece, saranno irrimediabilmente snervate e concorreranno nella stabilità della deformazione.