La frestaura a 5 assi simultanea costituisce la classe d’élite di questa tipologia di lavorazione, soprattutto  con mandrini ad alta velocità e motori diretti dinamici.

Su questo argomento abbiamo parlato con Markus Rehm, Amministratore Delegato di DECKEL MAHO Seebach GmbH, stabilimento del Gruppo DMG MORI.

Dottor Rehm, la tendenza verso la fresatura a 5 assi continua senza sosta – soprattutto in considerazione del carattere sempre più internazionale del processo. Cos’è che rende questa tecnologia così interessante?

In linea di principio l’aspetto chiave è la riduzione dei tempi di lavorazione. Perché questo è l’unico modo in cui oggi le aziende attente alla qualità possono sopravvivere in un mercato fortemente concorrenziale. La lavorazione a 5 assi offre agli utilizzatori un vantaggio decisivo, perché consente loro di ridurre enormemente i costi di logistica. Il posizionamento degli utensili aumenta inoltre la flessibilità nella produzione. Le procedure di riattrezzaggio sono ridotte al minimo – la parola chiave è: lavorazione completa in un solo serraggio. Inoltre la fresatura a 5 assi offre anche vantaggi tecnologici che hanno un impatto diretto sulla qualità delle superfici lavorate. Caratteristica che si può ben notare se prendiamo ad esempio una superficie inclinata: con una macchina a tre assi sarebbe necessario lavorare il pezzo con piccoli passaggi di taglio incrementali, mentre con il posizionamento a cinque assi l’utensile può essere posizionato all’angolazione richiesta per quella determinata superficie e può rimuovere il materiale in un unico passaggio. Il risultato è una migliore qualità superficiale, con al contempo tempi di produzione ancora più ridotti.

In che modo la fresatura e a 5 assi offre migliori superfici?

Il libero orientamento geometrico dell’asse dell’utensile permette l’utilizzo di utensili relativamente corti, ma allo stesso tempo anche molto robusti. Utensili corti in rotazione hanno a loro volta un effetto positivo sui valori di taglio e sulla flessione dell’utensile. Inoltre anche le vibrazioni sul tagliente dell’utensile sono inferiori. Come risultato, è molto più facile raggiungere eccellenti qualità di superficie e un elevato livello di precisione dimensionale e di forma. Inoltre condizioni di processo più stabili con vibrazioni minime allungano la vita utile degli utensili. Questo riduce i costi degli utensili fino al 50 percento rispetto alla fresatura a 3 assi.

Che significato ha la lavorazione HSC in questo contesto?

I punti di forza delle fresatrici HSC possono essere visti su più livelli. Le elevate velocità di taglio riducono le forze in gioco tra l’utensile e il pezzo. Inoltre gran parte del calore generato durante la fresatura HSC è dissipato attraverso i trucioli e questo riduce la tensione sul tagliente o, viceversa, aumenta la vita utile dell’utensile e quindi anche l’affidabilità del processo. Uno scambio termico più basso durante il processo ha anche effetti positivi sulle aree periferiche dei pezzi lavorati. Inoltre, la passata ridotta e forze passive consentono la realizzazione di richieste particolari in termine di precisione dimensionale e geometrica. Ulteriori vantaggi sono i volumi di taglio elevati anche nel caso di basse profondità di taglio e di conseguenza i relativi tempi di lavorazione si riducono. Dal punto di vista qualitativo, la fresatura HSC convince grazie alla sua bassa tendenza alla formazione di bave e alla qualità superficiale che può dunque essere realizzata. I processi di finitura successivi sono perciò ridotti o possono anche essere eliminati del tutto.

DMG MORI utilizza motori diretti per la lavorazione HSC. Perché?

I motori diretti sono la base ideale per la fresatura ad alta velocità, perché i loro valori di rapido, accelerazione e gioco sono di gran lunga superiore rispetto alle unità convenzionali. Inoltre le alte prestazioni del controllo ad elevata qualità garantiscono un grande fattore Kv, e questo a sua volta permette un breve tempo di risposta e l’eccellente precisione di posizionamento anche con rapide velocità. I motori diretti garantiscono elevata rigidità statica e dinamica, perché il gioco d’inversione e l’elasticità dei motopropulsori sono eliminati. La trasmissione di energia senza contatto significa anche che le unità dirette operano senza attrito, senza usura. In aggiunta grazie alla pluriennale esperienza di DMG MORI, la garanzia concessa sui motori diretti è di 60 mesi.

Lavorazione completa, elevate prestazioni qualitative – sono i requisiti che rendono la lavorazione a 5 assi con tecnologia HSC la migliore risposta alle molteplici sfide nell’impegnativa produzione moderna…

La lavorazione a 5 assi, con il suo grado di flessibilità unico permette infinite possibilità di produzione con caratteristiche geometriche e di contornatura uniche. Ma la complessità dell’applicazione richiede sia una catena di processo adeguata, dalla preparazione della lavorazione fino all’attrezzaggio della macchina, sia un adeguato livello di competenza dei dipendenti. Con un’opportuna struttura pertanto l’azienda che implementa questa tecnologia viene premiata con benefici innumerevoli. La lavorazione a 5 assi e la fresatura ad alta velocità permettono infatti di lavorare con la massima precisione e ottime qualità superficiali anche i materiali duri. Inoltre la produttività e la precisione dei pezzi aumentano grazie alla finitura in un solo serraggio.

Per molti anni DMG MORI ha combinato la sua competenza nella lavorazione a 5 assi, i vantaggi della tecnologia ad alta velocità e le proprietà dei motori diretti nei centri di precisione della serie HSC linear. Come avete ulteriormente sviluppato i due ultimi modelli della serie di successo?

Entrambe le nuove HSC 30 linear e HSC 70 linear, per esempio, sono dotate di un’elevata dinamica con accelerazione fino a 1,2 g sugli assi lineari, oltre ad un’eccezionale precisione ed accuratezza a lungo termine inferiore 5 µm. Nel caso della HSC 30 linear, la lavorazione a 5 assi è realizzata con una tavola rotobasculante, mentre nella HSC 70 linear tramite un asse circolare sulla tavola CN unitamente ad un mandrino brandeggiabile. Nel caso dell’HSC 30 linear il peso dei pezzi è 200 kg oppure 80 kg nel caso della tavola rotobasculante. Mentre nel caso dell’HSC 70 linear il peso massimo è 700 kg sulla tavola fissa e 500 kg nella versione a 5 assi.

Sono necessarie delle basi costruttive appropriate se si desidera raggiungere elevate velocità…

Sì esattamente. La HSC 70 linear si affida a questo riguardo ad una struttura a portale termo-simmetrica per perfette condizioni di asportazione e rapporti di forza in ogni posizione del mandrino e dell’angolo. Ciò consente da un lato qualità superficiali elevate fino a Ra 0,15 µm, dall’altro un elevato livello di accuratezza nell’intervallo di pochi micron in combinazione con una sofisticata gestione della temperatura. I mandrini dispongono infatti di un sistema di raffreddamento del mantello, della flangia e dell’albero; sono inoltre refrigerati sia il bancale macchina che le unità e le guide. La velocità del mandrino fino a 18.000 giri/min nella versione di serie assicura eccellenti prestazioni di fresatura, mentre è disponibile anche un mandrino in opzione da 40.000 giri/min. La sua versione sorella più piccola, la HSC 30 linear, convince per le sue prestazioni di precisione ed è dotata di una stabile struttura a portale. Anche qui, un sistema di raffreddamento speciale garantisce precisione nel tempo. Anche i mandrini della HSC 30 linear sono inoltre dotati di mantello, flangia ed albero refrigerati, anche nella versione di serie – tuttavia, con fino a 40.000 giri/min di velocità.

Come le HSC 30 linear e HSC 70 linear incontrano le elevate richieste odierne in termine di ergonomia?

Entrambe le macchine convincono per l’ottima accessibilità alla zona lavoro, che nel caso della HSC 70 linear è ulteriormente migliorata da una nicchia nel basamento macchina. Straordinaria è anche la superficie di installazione ridotta. Con corse di 320 x 300 x 280 mm, il modello compatto HSC 30 linear necessita di soli 4,5 m², mentre la HSC 70 linear occupa una superficie di 6,3 m², con una zona lavoro di 650 x 600 x 380 mm.

A quali clienti sono rivolti questi ulteriori sviluppi?

La nuova serie HSC linear è stata appositamente sviluppata per la costruzione di stampi ed utensili nonché per la produzione di inserti e matrici di stampi, che vantano requisiti di assoluta precisione delle superfici lavorate. Con HSC 30 linear e HSC 70 linear è anche possibile realizzare, nel minor tempo possibile e con la massima precisione, piastre ossee o innesti per tecnologie medicali o ancora componenti di precisione dell’industria automotive ed aerospaziale.

 

 

 

 

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