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Diverse tipologie, forme complesse e materiali vari … ma sempre e comunque di alta qualità.
T ecologicamente complessa, l’implementazione di uno stampo o di uno stampo richiede competenze che vanno dalla scienza dei materiali alla tecnologia ingegneristica, senza trascurare l’efficiente gestione dei processi. Oggi, infatti, l’efficienza è irrinunciabile dal momento che il mercato richiede elevati standard qualitativi ma consegne in tempi più brevi e più brevi: solo un processo produttivo efficiente consente di essere competitivi.
Pertanto, diverse tipologie di stampi e matrici, materiali che vanno dagli acciai più duri all’alluminio, con lavorazioni di asportazione differenziate molto differenziate che necessitano quindi di soluzioni tecnologiche completamente diverse: in tutto questo lo strumento gioca un ruolo fondamentale, poiché deve soddisfare adeguatamente il requisiti di ciascuna fase di lavorazione.
Operazioni e strumenti di lavorazione
Sgrossatura, finitura, superfornitura, foratura e filettatura … ma su materiali diversi, anche molto duri e difficilmente lavorabili, ma tutti accomunati da una sfida: rimuovere il maggior volume di stock possibile durante le operazioni di sgrossatura e ottenere un’eccellente finitura superficiale, passando anche a super -finitura o lucidatura, tutto nel minor tempo possibile. Per soddisfare i requisiti dei produttori di stampi e matrici, i costruttori di utensili stanno studiando nuove tipologie di utensili, caratterizzati da geometrie innovative e alta efficienza, sviluppando collaborazioni con entrambi i produttori di macchine utensili (e di controlli numerici) e con centri di ricerca primari.
Oggi lavorano in modalità non presidiata, spesso h24 / 7, e questo impone strumenti con comportamento stabile e lunga durata, sistemi di presetting degli utensili in grado di controllare le dimensioni dell’utensile, il suo stato di usura ed eventualmente orientare la macchina verso le correzioni di lavorazione dovute.
Generalmente, circa il 90% di stampi e matrici è ottenuto per fresatura, dalla sgrossatura alla finitura, e molto spesso alla super-finitura, con una varietà molto ampia di frese, solitamente in metallo duro o con inserti, in grado di soddisfare le diverse esigenze di lavorazione eccellentemente, anche rivolgendosi a frese personalizzate per soddisfare esigenze specifiche. Un’altra variabile importante è la lubrificazione e il raffreddamento: la lavorazione a secco o con lubrificazione e raffreddamento dipendono principalmente dal materiale tagliato e richiedono strumenti in grado di resistere all’una o all’altra tecnologia scelta. Nel caso della lubrificazione e del raffreddamento, molti produttori di utensili propongono strumenti che forniscono l’erogazione interna del fluido da taglio, con il doppio vantaggio di raggiungere meglio la zona di taglio, favorendo quindi sia la lubrificazione che il raffreddamento, e di assicurare un migliore trasporto del truciolo.
Scienza e strumenti
Per il settore degli stampi, forse uno dei più complessi e articolati, è certamente vero che la tecnologia genera tecnologia: la necessità di affidarsi a lavorazioni stabili ad alta efficienza e senza vibrazioni ha portato allo studio e allo sviluppo di nuove geometrie di taglio, con inserti dotati talvolta di sofisticati chip-former che consentono tagli lisci con alte velocità di avanzamento.
[su_quote] Per il settore degli stampi e delle matrici, la necessità di affidarsi a lavorazioni stabili ad alta efficienza e senza vibrazioni ha portato allo studio e allo sviluppo di nuove geometrie di taglio, con inserti talvolta dotati di sofisticati chip-former che consentono tagli lisci con alimentazione elevata velocità. [/ su_quote]
Gli studi sulla tecnologia di taglio hanno evidenziato il ruolo fondamentale svolto dalle geometrie di taglio: oggi le frese toriche o sferiche consolidate sono completate da utensili dal profilo innovativo, come le frese di finitura con speciale “S” -geometria o quelle, ancora per la finitura , denominati “barili”, che garantiscono una notevole riduzione del tempo ciclo e una maggiore durata dell’utensile, proprio a causa della particolare geometria: gran parte del tagliente è a contatto con il materiale in lavorazione, generando così un percorso molto più elevato distanza rispetto al caso della fresa sferica, mantenendo invariata la qualità della fresatura.
[su_box title = “Il profilo del barilotto” box_color = “# ab89de”] Le frese con profilo a barile trovano le loro applicazioni ideali nelle lavorazioni di prefinitura, finitura e super finitura, sia in verticale che in radiale, e rappresentano un’alternativa avanzata a le frese standard con teste sferiche che, nella finitura di superfici piane, implicano lunghi tempi di lavorazione. La fresa sferica, ampiamente utilizzata nella lavorazione a 5 assi di stampi e matrici con superfici complesse, ha solo una piccola parte del tagliente a contatto con il materiale da tagliare, pertanto si ottiene una lavorazione di alta qualità solo con un distanza minima del percorso. Il profilo della canna è caratterizzato da un ampio raggio sulla superficie laterale, quindi un’ampia parte del tagliente è in contatto con il materiale, con una distanza di percorso che può essere molto più grande che con la fresa sferica, senza comunque influenzare la qualità finale. Questi strumenti presentano un diametro del nucleo in crescita che consente di migliorare la rigidità, con una notevole riduzione delle vibrazioni. Essendo un cutter ad alte prestazioni, è anche importante eseguire una lavorazione virtuale che permetta di sfruttare appieno le potenzialità offerte dall’innovativa geometria dell’utensile: gli elevati raggi di curvatura del tagliente del cilindro consentono di lavorare superfici con incrementi di passate elevate, si prevede che la simulazione valuti esattamente le strategie di lavorazione e il conseguente risparmio di tempo. [/ Su_box] Essendo un cutter ad alte prestazioni, è anche importante eseguire una lavorazione virtuale che permetta di sfruttare appieno le potenzialità offerte dall’innovativa geometria dell’utensile: gli elevati raggi di curvatura del tagliente del cilindro consentono di lavorare superfici con incrementi di passate elevate, si prevede che la simulazione valuti esattamente le strategie di lavorazione e il conseguente risparmio di tempo. [/ Su_box] Essendo un cutter ad alte prestazioni, è anche importante eseguire una lavorazione virtuale che permetta di sfruttare appieno le potenzialità offerte dall’innovativa geometria dell’utensile: gli elevati raggi di curvatura del tagliente del cilindro consentono di lavorare superfici con incrementi di passate elevate, si prevede che la simulazione valuti esattamente le strategie di lavorazione e il conseguente risparmio di tempo. [/ Su_box]
Oggi il mercato offre anche interessanti frese “multitasking”, sviluppate a partire dagli studi sulla geometria degli angoli di taglio. Caratteristica di queste frese è la possibilità di eseguire diverse tipologie di lavorazione con un unico utensile, mantenendo anche il livello di qualità elevato, con un riverbero sui costi di processo, che diminuisce.
Principalmente utilizzate per la copiatura, le frese “ad alta efficienza” si basano su un design innovativo che consente di prolungare notevolmente la vita di servizio dell’utensile; viene sfruttata la possibilità di ribaltare l’inserto, una volta consumato il primo tagliente, consentendo così allo strumento di continuare a lavorare.
Gli ultimi studi sulla tecnologia di taglio coinvolgono anche la scienza dei materiali e lo sviluppo della ricerca per identificare nuovi tipi di substrato e nuovi rivestimenti. I nuovi gradi di metallo duro assicurano qualità e durata, con operazioni di lavorazione sempre efficienti: gli studi più recenti hanno dimostrato che il grado ha un enorme impatto sulla produttività, cioè sulla maggiore velocità e velocità di avanzamento, e precisamente sul metallo duro il grado è l’elemento che garantisce la velocità.
Progettazione, materiale di supporto ma anche rivestimento: anche le nanotecnologie hanno preso piede nel settore degli utensili. Rivestimenti allo stato dell’arte sono nanotecnologici e, grazie alle caratteristiche antiusura, rendono l’utensile adatto alla lavorazione dei tipici materiali ad alta resistenza per stampi e matrici, garantendo sia la durata dell’utensile che la qualità della lavorazione.
