Planarità e rettilineità: verifica

Una piastra di appoggio che non è piana trasferisce il proprio errore a tutto ciò che le viene montato sopra: guide che si flettono, guarnizioni che trafilano, superfici di tenuta che non chiudono. Nella carpenteria e nella lavorazione dei semilavorati metallici lo scostamento nasce quasi sempre dopo la saldatura o dopo un trattamento termico, e si manifesta solo a valle, in montaggio, quando rimediare costa molte ore di ripresa. Sapere come misurare planarità e rettilineità in officina, con strumenti già presenti sul banco, evita che quell’errore arrivi al cliente.

Il principio è geometrico, non strumentale. La planarità confronta la superficie reale con una coppia di piani ideali paralleli; la rettilineità fa lo stesso su una singola linea, fra due rette parallele. In entrambi i casi si misura una zona di tolleranza, cioè uno spessore entro cui la superficie o la linea deve stare interamente. Non serve conoscere la posizione del pezzo nello spazio: contano solo gli scarti relativi.

Da questo discendono le scelte pratiche: un piano di riscontro che faccia da superficie di confronto, un comparatore montato su supporto rigido per leggere gli scarti, una riga di riscontro e degli spessimetri a lamella per la verifica rapida a bordo macchina. Sono attrezzature economiche, ma danno risultati affidabili solo se il pezzo è appoggiato e stabilizzato correttamente e se i punti vengono percorsi secondo uno schema definito. Le pagine seguenti descrivono la sequenza completa, dal fissaggio alla registrazione del rilievo.

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Che cosa si verifica davvero: una tolleranza di forma

La tolleranza di planarità definita dalla ISO 1101 è la distanza fra due piani paralleli che devono contenere interamente la superficie reale. È una tolleranza di forma: non ha bisogno di alcun riferimento esterno, di alcun datum, perché non dice dove sta la superficie ma solo quanto è irregolare. Una piastra inclinata di due gradi rispetto al banco può essere perfettamente piana; una piastra perfettamente orizzontale può essere svergolata. Distinguere i due casi è il primo passo di ogni verifica corretta. La ISO 12781 specifica come valutare la planarità a partire dai punti rilevati, definendo i piani di riferimento associati, mentre la ISO 12780 fa lo stesso per la rettilineità su una singola linea estratta dalla superficie.

Come misurare planarità e rettilineità: la preparazione del pezzo

Prima di appoggiare qualsiasi strumento il pezzo va pulito da trucioli, residui oleosi e ossidi, e ogni bordo va sbavato: una bava di due decimi falsa la lettura più di un difetto reale. Il pezzo si appoggia poi su tre soli punti, mai su un piano continuo o su quattro appoggi, perché tre punti definiscono un piano senza generare stati di tensione: un appoggio in più deforma il componente con il suo stesso peso e introduce un errore che nulla ha a che vedere con la lavorazione. Segue la stabilizzazione termica: il pezzo e il piano di riscontro devono restare nello stesso ambiente fino a raggiungere la temperatura di riferimento di venti gradi, il tempo necessario cresce con la massa e con lo spessore.

Esecuzione del rilievo: riga di riscontro, comparatore, livella

La verifica rapida si esegue con una riga di riscontro appoggiata di taglio sulla superficie e con spessimetri a lamella infilati nelle luci: il primo spessore che non passa dà la stima dello scostamento locale. In alternativa si stende un velo sottile di blu di Prussia sulla riga e si valuta il contatto trasferito sul pezzo, leggendo la distribuzione delle zone portanti. Il rilievo quantitativo si fa invece con il pezzo sul piano di riscontro e un comparatore su supporto, percorrendo una griglia di punti definita e ripetibile — tipicamente le due diagonali e le due mediane, con passo costante — e non punti scelti a caso, altrimenti due operatori ottengono due risultati diversi. Sulle superfici lunghe, dove il comparatore non arriva, si impiega la livella di precisione procedendo per tratti successivi.

Interpretare i numeri: scostamento, inclinazione, accettazione

Lo scostamento si ricava come differenza fra la lettura massima e la lettura minima dell’intera griglia: quel valore, espresso in millimetri o in centesimi, è lo spessore della zona di tolleranza necessaria a contenere la superficie. Va però separato dall’inclinazione complessiva del pezzo: se le letture crescono in modo regolare lungo una direzione il componente è solo appoggiato storto, e il dato si corregge sottraendo il piano medio interpolato sui punti. Ciò che resta è l’errore di forma vero: concavità, convessità, svergolamento. Il criterio di accettazione è il confronto con la tolleranza indicata a disegno nel riquadro di controllo; se manca, si ricorre alle tolleranze generali di forma richiamate dal cartiglio.

Registrare il rilievo e mantenere in taratura gli strumenti

Un rilievo non registrato non è una verifica. Il rapporto deve riportare la mappa dei punti con la posizione e il valore letto, lo schema di appoggio adottato, la temperatura ambiente e lo strumento impiegato: solo così il controllo è ripetibile a distanza di mesi e confrontabile fra due lotti. Vanno inoltre programmate verifiche periodiche degli strumenti stessi: la riga di riscontro si controlla per rettilineità secondo la ISO 12780, il piano di riscontro per planarità secondo i requisiti della ISO 8512, il comparatore per errore di indicazione lungo tutta la corsa. La frequenza dipende dall’uso e va fissata nel piano di taratura aziendale.

Per il quadro completo dei criteri, delle zone di tolleranza e degli schemi di appoggio, si veda la pagina dedicata a Planarità e rettilineità.

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