L'assemblaggio di un aeromobile richiede oltre un milione di rivetti per velivolo. Trova la pistola rivettatrice pneumatica migliore per il sistema di rivettatura più efficiente del settore.
Un Boeing 787 ha circa 2,4 milioni di dispositivi di fissaggio[1], che rappresentano la metà dei componenti totali dell'aeromobile. Il 78% di questi dispositivi di fissaggio è costituito da rivetti, ciascuno inserito nel giunto mediante una pistola rivettatrice pneumatica. Questa non deve essere confusa con il martello ad aria compressa che, sebbene simile per aspetto, meccanismo e persino per nome alla rivettatrice, ha uno scopo molto diverso.
La redditività del settore aerospaziale come attività commerciale dipende da molti fattori, uno dei quali è l'efficienza delle operazioni di assemblaggio di un aeromobile. Inoltre, nell'assemblaggio dei velivoli, la produttività è determinata dalla velocità con la quale i componenti vengono uniti tramite i dispositivi di fissaggio.
In questo articolo, illustreremo l'importanza della rivettatrice nel settore aerospaziale e il modo in cui questa funziona diversamente dal martello ad aria compressa.
Qual è la differenza tra un martello ad aria compressa e la pistola rivettatrice pneumatica?
La maggior parte delle persone non è in grado di distinguere, a prima vista, un martello ad aria compressa da una rivettatrice. Il loro funzionamento è simile. Tuttavia, vi è una piccola, ma importante, differenza nei loro meccanismi.
Per cosa viene utilizzato un martello ad aria compressa?
Il martello ad aria compressa, noto anche come martello elettrico o martello pneumatico, viene generalmente utilizzato per scavare o sgretolare pietra, metallo o altri materiali altrettanto duri[2]. Viene utilizzato anche per scavare fori o tagliare su una superficie dura. In sostanza, si tratta di uno scalpello o di un martello molto più efficiente. È in grado di fornire molta potenza ma manca di precisione e questa carenza limita notevolmente la sua applicazione nel settore aerospaziale.
Come funziona il martello ad aria compressa?
Analogamente alla rivettatrice, il martello ad aria compressa è alimentato dall'aria compressa fornita da un compressore attraverso un tubo flessibile o una conduttura. Ha tre parti che facilitano la perforazione o il martellamento: la valvola ciclica, il cilindro o camera e il pistone, che si muove avanti e indietro, spingendo la punta o la testa per praticare il foro. La punta può essere sostituita, a seconda dell'applicazione. Una punta a martello, ad esempio, viene utilizzata per dare forma ai materiali duri mentre la punta a scalpello viene utilizzata per incidere o tagliare su una superficie.
Quando il martello ad aria compressa viene azionato, la valvola consente all'aria compressa di entrare nel cilindro e spingere il pistone al suo interno in avanti[3]. Con la sua velocità, il pistone spinge anche l'attacco della punta, che si trova all'altra estremità del cilindro. Da questa posizione, il pistone aziona la valvola e rilascia l'aria compressa, dopodiché una molla spinge il pistone indietro, nella posizione originale, completando un ciclo. Ciò avviene molto rapidamente, a una velocità di migliaia di cicli al minuto.
La potenza in ogni ciclo, anche se molto elevata, non è precisa in quanto il meccanismo del martello consente solo la modalità di "attivazione" e "disattivazione" e non vi è alcun mezzo per regolare l'aria compressa.
A cosa serve una pistola rivettatrice?
L'inserimento di un rivetto richiede maggiore precisione, qualcosa che il martello ad aria compressa non è in grado di garantire. Il rivetto deve essere "schiacciato" alle estremità con una potenza sufficiente a bloccare l'altra estremità e fissare il giunto. Nell'assemblaggio di velivoli, in cui sono presenti molti tipi di rivetti, l'utensile che li inserisce deve adattarsi di conseguenza, e questa è la differenza principale tra la rivettatrice e il martello ad aria compressa.
Come funziona la pistola rivettatrice?
Il processo mediante il quale la rivettatrice inserisce un rivetto[4] è simile alla modalità di funzionamento del martello ad aria compressa. Una volta azionata la rivettatrice, l'aria compressa entra attraverso una valvola a farfalla e spinge il pistone in avanti, che a sua volta entra in contatto con il rivetto. L'aria viene quindi rilasciata e una molla spinge nuovamente il pistone all'indietro. La differenza è rappresentata dalla presenza di un regolatore che può essere utilizzato per regolare la potenza erogata dall'utensile, a seconda dell'applicazione.
Per cosa vengono utilizzati i controferri?
Quando la testa del rivetto viene spinta dal pistone della rivettatrice, il controferro la spinge all'indietro verso l'estremità posteriore e, contemporaneamente, la deforma, per fissare il giunto a sovrapposizione. Questa è la funzione di base del controferro, che viene anche utilizzato per assorbire parte della forza esercitata dalla rivettatrice per ridurre le vibrazioni.
I migliori utensili per rivettatura disponibili sul mercato
Per l'assemblaggio di velivoli, è essenziale un sistema di rivettatura efficiente, che non è completo senza alcuni degli utensili seguenti.
Rivettatrice RRH04 - La serie di rivettatrici RRH ha un design ergonomico rivoluzionario e un esclusivo sistema di smorzamento delle vibrazioni. Questo modello, abbinato al controferro RBB04, garantisce un sistema di rivettatura senza eguali.
Rivettatrice RRH06 - Oltre al suo design ergonomico superiore e al sistema di smorzamento delle vibrazioni, la serie di rivettatrici RRH offre la possibilità di regolare la potenza tramite un grilletto o un regolatore per soddisfare le diverse esigenze di rivettatura.
Rivettatrice RRH08 - Questo utensile ha una presa facile e comoda per un'ergonomia di prima categoria. Presenta inoltre un design estremamente robusto e resistente. Con questo modello, sia l'operatore sia l'utensile possono resistere a ore di rivettatura senza rischi di lesioni o danni.
Rivettatrice RRH10 - L'utensile serie RRH accetta facilmente rivetti fino a 13 mm di diametro. È dotato di un'impugnatura a pistola con rivestimento in gomma per lo smorzamento delle vibrazioni per prestazioni ottimali.
Rivettatrice RRH12 - Questo è un utensile ad alta potenza che rende le operazioni di rivettatura più impegnative comode e facili per gli operatori. Il sistema di smorzamento delle vibrazioni riduce il rischio di lesioni come le "dita bianche" e altri disturbi muscoloscheletrici causati da ore di rivettatura.
Rivettatrice RRH14 - La rivettatrice serie RRH è un utensile ad alte prestazioni progettato pensando alla sicurezza dell'operatore e alla produttività. Con questa opzione nel carrello degli strumenti, i costi di rivettatura scenderanno e il margine di profitto aumenterà.
Rivettatrice RN11 - Per le applicazioni in cui l'accessibilità è un fattore critico, l'utensile della serie RN è l'opzione migliore. Questo modello è la rivettatrice più piccola sul mercato, ma non manca di potenza. Il suo grilletto è facile da usare, offrendo un controllo eccellente all'utilizzatore.
Rivettatrice RRN18 - Questo utensile è anche un'opzione eccellente per le applicazioni di rivettatura in spazi ristretti. Ha un design compatto e viene fornito con un set di rivetti a codolo corto per un'elevata accessibilità.
Controferro RBB04 - Questo controferro riduce le forze di reazione derivanti dall'impatto utilizzando un elemento a molla antivibrazioni, eliminando la necessità di fornire aria per il funzionamento. È il compagno perfetto per la rivettatrice RRH04.
Controferro RBB10 - Questo controferro utilizza anche un elemento elastico per smorzare le vibrazioni. Può essere dotato di diverse configurazioni del carrello con fermo a sostituzione rapida e può essere utilizzato in qualsiasi area di lavoro.
Come può aiutare Atlas Copco?
La rivettatura manuale rappresenta il 50% del costo totale della manodopera nella produzione di aeromobili[5]. Resta la fase più noiosa e ripetitiva dell'ampia catena di approvvigionamento dei prodotti aerospaziali. Atlas Copco offre un'ampia gamma di utensili per rivettatura in grado di ottimizzare la produttività dell'operatore, ridurre le lesioni dovute alle vibrazioni e ridurre al minimo i costi del processo di rivettatura.
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Riferimenti:
- Akbiyik, Akin, Fasteners in the Aerospace Industry: Aerospace Fastener Applications, Part 1 Lecture Notes, Academia
- Doityourself Staff, How Does a Pneumatic Hammer Work?, Doityourself, April 06, 2010
- Beckwith, Wayne, Pneumatic Hammer Internals, https://www.youtube.com/watch?v=dOxRHBePY98, July 10, 2012
- Staff, Operation of a Rivet Gun, Bright Hub Engineering, June 11, 2011
- Xi, Feng-Feng, et. al., Framework on robotic percussive riveting for aircraft assembly automation, Springer Link, April 06, 2013