La velocità è di scena in officina.
Parametri di lavorazione superiori, nuovi materiali e nuove ricoperture, minore impatto ambientale: gli utensili evolvono per vincere la sfida.
Il mondo della lavorazione meccanica sta conoscendo una evoluzione sempre più marcata e profonda. Gli ingenti investimenti che l’acquisto di nuovi impianti determina, portano infatti gli utilizzatori a richiedere macchine utensili sempre più sofisticate ed in grado di lavorare a sempre più elevate velocità di taglio.
Un mutamento che, se da un lato impegna i costruttori di macchine a sviluppare prodotti al passo con tali esigenze, dall’altro comporta inevitabili evoluzioni anche negli utensili, a partire dai materiali con cui sono realizzati, con l’obiettivo di accrescere i parametri di lavorazione.
Tempi macchina più brevi, maggiore velocità di taglio.
Questo fenomeno è testimoniato da alcuni dati oggettivi: basti dire che ben il 90 per cento delle macchine utensili introdotte nel 1999 nelle aziende meccaniche italiane lavorano ad una velocità superiore agli 8 mila giri. Ciò significa, sotto il profilo della lavorazione, una più elevata asportazione del materiale in tempi macchina più brevi, una riduzione delle forze di taglio ed una variazione della forma e dell’asportazione del truciolo; ma anche la necessità di poter utilizzare utensili e sistemi di montaggio con tolleranze più strette.
Il metallo duro la fa da padrone.
Collegato a questo fatto, si registra il fenomeno di una progressiva sostituzione degli utensili in acciaio super rapido con utensili a stelo in metallo duro. Tale fenomeno si aggiunge all’erosione che già era avvenuta da parte degli utensili ad inserti in metallo duro rispetto agli utensili tradizionali.
Se osserviamo così il mercato, notiamo come, nel corso degli ultimi cinque anni, sia cambiata decisamente la proporzione tra utilizzo di utensili in metallo duro ed utensili in acciaio superrapido impiegati: da una sostanziale equiparazione tra queste due diverse categorie di utensili, si è infatti passati ad un nuovo rapporto di forze, che vede circa il 60/65 % degli utensili in metallo duro e il 40/35 % in acciaio superrapido.
Pertanto l’impiego di utensili in metallo duro integrale è in continua crescita e circa il 70 % di questi è rappresentato da utensili dotati di ricopertura; un aspetto, quest’ultimo, che sta conoscendo un sempre maggior sviluppo grazie alla individuazione di nuove composizioni chimiche e alle possibilità aperte dalle moderne tecnologie di deposizione, che consentono di depositare su materiali ad alta tenacità sottili film di materiali fortemente resistenti all’abrasione e all’usura, tali da costituire una sorta di “barriera termica” nel rapporto utensile-pezzo.
In testa a tale crescita troviamo senz’altro le frese, seguite subito dopo dalle punte con un grosso incremento di quelle con fori di lubrificazione. I maschi invece continuano ad essere usati per la quasi totalità nella versione in acciaio superrapido con via via un maggior utilizzo delle versioni ricoperte.
Dry o semidry: più attenzione all'ambiente.
Un altro fenomeno che va evidenziato è poi il sempre maggiore interesse degli utilizzatori per le lavorazioni dry o semidry in cui spesso, oltretutto, le versioni di utensili ricoperte esprimono ancor di più le loro potenzialità in termini di velocità o durata. Si tratta di una tendenza che trova le sue origini, da un lato, in considerazioni di tipo economico e, dall’altro, nell’esigenza di ridurre l’impatto ambientale, e si concretizza nella sempre più pressante richiesta di sostituzione delle lavorazioni basate sulla lubro-refrigerazione, mediante emulsioni e/o oli sintetici, con lavorazioni a secco.
La ricerca dormer tools non conosce limiti.
Di fronte a questa vera e propria rivoluzione nel modo di produrre, le principali case costruttrici di utensili hanno orientato la propria ricerca nello sviluppo di nuovi prodotti, in grado di incontrare le sempre più complesse esigenze del mercato, sotto l’aspetto delle geometrie di taglio e delle ricoperture.
Ne è un esempio Dormer Tools che, in particolare nel settore del metallo duro integrale, ha presentato recentemente un completo catalogo di utensili per tutti gli utilizzi: fresatura, foratura, maschiatura. Per ogni singola applicazione sono presenti utensili standard a norme DIN ed utensili con geometrie o ricoprimenti particolari esclusivi del marchio Dormer, quali per esempio le punte CDX o altre numerose geometrie che compongono la gamma di frese in metallo duro.
Ogni anno vengono presentati da Dormer da sei a dieci nuovi prodotti articolati su due D-Pack (nome data da Dormer al pacchetto di prodotti e relative informazioni lanciati sul mercato) ed almeno il 50 % di questi prodotti è costituito da utensili in metallo duro per rispondere o anticipare la richiesta del mercato in questo settore.
I centri di ricerca e sviluppo Dormer Tools dedicano anche notevoli risorse allo studio di nuovi ricoprimenti quali il recente Super-R per frese o Dialub e Hardlub per maschi.
Altri sforzi sono poi rivolti nel “reinventare” i prodotti più maturi , ma con ancora un enorme campo di utilizzo come è il caso della classica punta cilindrica standard, dove Dormer sta lanciando la sua nuova punta chiamata 002: una punta cilindrica a norme DIN con una particolare geometria nelle gole e nella affilatura di punta che le conferiscono una grande penetrazione ed una facile evacuazione del truciolo. Inoltre solo la parte tagliente della punta ha un ricoprimento brevettato Tin che le conferisce tutte le qualità possibili grazie alla ricopertura permettendoci però di dare al mercato questo prodotto ad un prezzo altamente competitivo.
Seco tools: partner dell'impresa a 360 gradi.
Ampia ed estremamente differenziata è la risposta offerta al mercato da Seco Tools, che si propone come un partner ideale per ogni esigenza dell’utilizzatore professionale.
La ricerca Seco Tools ha portato da un lato alla realizzazione di utensili con geometrie di taglio positive come Microturbo, SuperTurbo, Octomill, caratterizzate da basse forze di taglio ed azione di taglio dolce; dall’altro alla proposta di utensili flessibili e versatili (come le frese Octomill, Seco Square, Minimaster, il sistema di utensili di tornitura MDT = MultiDirectionalTurning), che si basano sulla presenza di più spigoli sul tagliente e sulla opportunità di poter utilizzare un solo utensile per più operazioni, diminuendo così il numerodi utensili in officina e il costo del relativo magazzino per l’utilizzatore.
In particolare, la serie Minimaster si presta per essere efficacemente utilizzata per operazioni di scanalatura, contornatura, centratura, smussatura, sbavatura, smussatura reggiata ed esecuzione di cave.
Di MDT è invece va evidenziato soprattutto il concetto rivoluzionario su cui si basa: vale a dire un’unica sede inserto per una vasta gamma di applicazioni di tornitura, che spaziano dalla tornitura assiale alla profilatura, dalla scanalatura al sotto-squadro. Viene utilizzato in particolare per dischi turbine, alberi a camme, scatole cambio, cambi automatici, scanalature per fasce elastiche e valvole idrauliche. Rigidità, versatilità, affidabilità ed economia sono i principali “plus” di questo sistema: il profilo dentellato assicura una maggior rigidità all’inserto rispetto ai sistemi già presenti; con un solo utensile e un’unica sede inserto per tutte le geometrie si possono effettuare una vasta gamma di operazioni; l’abbinamento del profilo dentellato e della scanalatura a “v” assicura un corretto e sicuro bloccaggio dell’inserto, con minimo rischio di flessione e rotazione dell’inserto; inoltre consente un elevato utilizzo macchine e, per la realizzazione di particolari complessi con numerose scanalature, forme e profili non sono richiesti utensili speciali e ridotto è il numero di cambi-utensile.
Sono inoltre state studiate da Seco Tools nuove tipologie di frese per l’applicazione tornio-fresatura e fresatura a tuffo, mentre il già citato sistema MDT offre una risposta completa nel campo della tornitura multidirezionale.
Sempre nell’ottica di una riduzione del parco utensili, Seco Tools propone inserti con più applicazioni, grazie a versatili combinazioni di geometrie e qualità, per la lavorazione di materiali comuni (come acciaio, acciao inox, ghisa): si tratta di inserti di pressatura diretta con taglienti particolarmente robusti. Sul fronte invece dei materiali altamente legati e acciai temprati (acciaio inox, titanio, Inconel etc.), Seco offre inserti a geometrie con rettifica periferica e taglienti affilati per evitare l’incrudimento del materiale e gestire bassi spessori truciolo.
Per le elevate velocità di taglio sono infine stati studiati rivestimenti speciali, resistenti alle più alte temperature (T150M, T250M).
La continua evoluzione tecnologica silmax.
Anche Silmax, coerente con la propria tradizione ispirata ad una continua evoluzione tecnologica ed a una costante politica d’investimenti, ha presentato una gamma di prodotti in metallo duro integrale realizzata per soddisfare le principali esigenze.
Silmax per la sua linea Carbide utilizza due qualità di metallo duro: Micrograna MG Co10 ricompresa nella classe ISO K20/K30 utilizzabile per un campo di applicazioni eccezionalmente ampio e Micrograna MG Co12 Ultrafine (Grain Size 0,4 µm). Gli utensili costruiti con questo materiale sono utilizzabili in particolare per alte velocità di taglio e condizioni di fresatura estreme.
Due i rivestimenti utilizzati:
• BALINIT FUTURA, rivestimento multistrato basato su Nitruro di Titanio e Alluminio (TiAlN), con durezza superficiale 3000 HV per la fresatura di materiali di media ed elevata resistenza.
• BALINIT X.TREME, rivestimento monostrato basato su Nitruro di Titanio e Alluminio (TiAlN), espressamente sviluppato per la ricopertura di frese in metallo duro integrale utilizzate in condizioni di lavoro estreme. Durezza superficiale 3500 HV.
Per venire incontro, poi, alle esigenze degli utilizzatori più evoluti Silmax propone utensili aventi particolari caratteristiche. La prima è il ribassamento del codolo alla fine del tagliente che permette fresature in profondità. Questa modifica disponibile come standard a catalogo per alcuni codici, può essere effettuata anche a richiesta. L’altra caratteristica che differenzia il programma Silmax Carbide è la ampia gamma di utensili standard a catalogo aventi raggi di raccordo di diverse dimensioni fino ad un massimo del 20% del diametro.
Novità Silmax di recente progettazione presentata in anteprima alla recente BIMU è infine il sistema basato su testine di fresatura in metallo duro integrale combinate con codoli in acciaio antivibrante di elevata qualità. Le testine vengono montate sui codoli di acciaio tramite un sistema di chiusura espressamente sviluppato da Silmax in grado di garantire una elevatissima coppia di serraggio ed un alto grado di concentricità. Le frese sono prodotte utilizzando le qualità di metallo duro MG Co10 e Ultrafine MGCo12 e vengono offerte nella esecuzione rivestita Balinit X.Treme. La gamma proposta prevede diverse geometrie di affilatura frontale (testa piana, con raggio di raccordo e testa raggiata), in modo da soddisfare le più svariate esigenze nell’ambito della lavorazione meccanica. Questo sistema trova infatti il suo naturale campo di applicazione sia nella lavorazione ad alta velocità degli stampi e dei materiali temprati, che nella maggior parte delle applicazione di fresatura nel campo della meccanica.
Nuove proposte uop per le lavorazioni ad alta velocità e a secco
Una proposta innovativa, che conferma il consolidato impegno di UOP nell’ambito della già consolidata ampia gamma di utensili in metallo duro e nasce dalla ricerca di nuove geometrie e profili e nuovi materiali, trova esplicazione nel Catalogo Utensili per la lavorazione ad Alta Velocità HSC ed a secco.
L’intera gamma di prodotti si avvale anche dell’esperienza maturata dalla UOP nel campo di Rivestimenti PVD tra i quali spicca per le eccezionali caratteristiche di durezza e resistenza all’ossidazione l’OVERALL , rivestimento di tipo duro a base di Carbonitruro di Titanio ed Alluminio multistrato cui si affianca l’innovativo rivestimento di tipo soft Movic&Mac226; derivato dalla tecnologia aerospaziale, auto-lubrificante, depositato a bassa temperatura.
L’impiego congiunto dei rivestimenti OVERALL e Movic&Mac226; conferisce all’utensile durezza e resistenza particolari, ed un bassissimo coefficiente d’attrito consentendone l’impiego nelle lavorazioni ad alta velocità HSC in assenza o con scarsa lubrificazione.
