I trend più recenti nel settore delle macchine utensili

I trend più recenti nel settore delle macchine utensili

Il settore delle macchine utensili è esposto a un considerevole numero di sviluppi che condizioneranno le decisioni d’investimento dei suoi clienti. Accanto ai temi dominanti, ossia Industrie 4.0 e il miglioramento dell’efficienza, si parla anche di ibridazione delle macchine, software e sicurezza IT, aumento dell’intelligenza della periferica della macchina e simulazione dei processi di lavorazione completi. La AMB – Fiera internazionale specializzata nella lavorazione di metalli -, che si terrà a Stoccarda dal 16 al 20 settembre 2014, fornirà le risposte a tutte queste domande.

Industrie 4.0: l’estrema complessità costituisce una sfida e allo stesso tempo una chance
Il tema ‘Industrie 4.0’ è “molteplice e interdisciplinare”, conclude così l’IPA, Istituto Fraunhofer per le tecniche di produzione e l’automatizzazione, la sua analisi strutturale intitolata “Industrie 4.0 per il Baden-Württemberg”, commissionata dal Land Baden-Württemberg. Molte dichiarazioni hanno un valore generale. Per quanto riguarda l’attuazione tecnica, oltre alle competenze in materia di costruzione di macchine si richiedono anche conoscenze di elettrotecnica, software, tecniche di informazione e comunicazione. Relativamente all’attuazione organizzativa è necessario includere altri settori quali l’organizzazione del lavoro. Per mettere in atto con successo Industrie 4.0 è indispensabile considerare anche i servizi associati alle imprese come, ad esempio, l’avviamento, la manutenzione o il servizio di manutenzione, la modernizzazione tecnologica e i settori non tecnici quali l’addestramento e il perfezionamento.

Tutto questo crea grandi sfide alle imprese sia sul piano iniziale di utenza che come ditta offerente. Ecco però l’aspetto positivo: con questo sistema le aziende possono elaborare personalmente vantaggi concorrenziali, ad esempio una maggiore produttività, oppure nuove caratteristiche uniche nel loro genere risultanti dagli altri servizi concomitanti. Anche secondo il dottor Nils Schmid, vice presidente del consiglio e ministro delle finanze e dell’economia del Land Baden-Württemberg, il tema ‘Industrie 4.0’ è uno dei mega trend nella produzione: “Si tratta di una collaborazione intelligente fra diversi settori che consente di ottimizzare la catena dei valori aggiunti e aumentare l’efficienza delle risorse. A questo proposito gli argomenti centrali sono i nuovi mondi del lavoro, la sicurezza, la standardizzazione e lo sviluppo di nuovi modelli aziendali.”

Anche gli espositori della AMB sono della stessa opinione. Holger Langhans, Director Walter Multiply alla Walter AG di Tubinga, ne è convinto: “Solo coloro che includeranno la produzione nelle proprie riflessioni aziendali potranno garantire in futuro la necessaria qualità, flessibilità e disponibilità per essere competitivi sul piano globale. Noi lavoriamo alle soluzioni che consentono proprio questo.” Il dottor Niklas Kramer, direttore di ricerca e sviluppo alla Komet Group GmbH di Besigheim, vede la gestione futura degli utensili della Cloud nel seguente modo: “La produzione digitale collegata in rete offre approcci risolutivi ottimali. La Crowd Intelligence consente nuovi modelli aziendali per quanto riguarda gli utensili facendo della Germania la sede produttiva.”

Efficienza energetica: i primi successi sono solo l’inizio
Da tempo gli sforzi tesi ad usare l’energia in modo più efficiente mostrano chiaramente i successi ottenuti. A questa conclusione sono giunti già alcuni anni fa gli esperti del Centro di ricerca economica europea di Mannheim. In uno studio commissionato dal ministero federale dell’ambiente, gli esperti avevano appurato che l’efficienza energetica era migliorata a livello mondiale del 18 percento fra il 1995 e il 2007. Nella maggior parte dei paesi, fra cui anche la Germania, il contributo fornito è stato soprattutto il miglioramento delle tecnologie. Tuttavia, per i ricercatori della produzione si è trattato solo di un primo segnale di partenza. Infatti il Politecnico di Darmstadt si dedica ormai da anni al tema dell’efficienza energetica. Attualmente, in questa sede gli scienziati sviluppano l’“eta-Fabrik” promosso dal ministero federale dell’economia nell’ambito dell’iniziativa high tech Industrie 4.0 del governo federale. Il quadro complessivo “Fabrik” è ottimizzato interdisciplinarmente. Gli edifici, l’infrastruttura tecnica degli edifici e le macchine per la produzione devono essere sintonizzati in modo ottimale gli uni con gli altri. Così, ad esempio, il calore perduto delle macchine viene immagazzinato termicamente per sfruttare nuovamente l’energia in modo sfalsato nello spazio e nel tempo. Al progetto partecipano anche alcuni espositori della AMB come Bosch Rexroth AG, Grob-Werke GmbH & Co. KG, Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH, MAG IAS GmbH e Siemens AG. Il progetto è diretto dal professor Eberhard Abele dell’Istituto per la produzione, la tecnologia e le macchine utensili (PTW) che alla AMB presenterà il futuro della produzione con il suo “Partecipare ai trend del futuro – tour attraverso le innovazioni del PTW nella lavorazione del metallo”.

Costruzioni leggere: un argomento di tendenza anche nell’industria meccanica
Guardando il generale non bisogna perdere d’occhio il particolare, capace di celare molte potenzialità. E’ il caso, ad esempio, della costruzione con materiali leggeri, entrata non solo nei settori della mobilità ma, in misura crescente, anche nell’industria meccanica, soprattutto quando si tratta di processi altamente dinamici in cui è necessario accelerare quanto più possibile grosse masse per poi frenarle di nuovo. A questo proposito un bell’esempio è il KIT, l’Istituto per la tecnologia di Karlsruhe. Lì il wbk-Istituto per le tecniche di produzione ha sviluppato una nuova slitta in materiale leggero, ossia in plastica rinforzata in fibra di carbonio. Non è solo molto più leggera di quella dei suoi concorrenti in acciaio, ma può essere soprattutto modificata aggiungendo della massa nel suo comportamento oscillante per influire sulla frequenza propria e, quindi, migliorare le potenzialità della macchina. “Secondo noi fra circa cinque anni i componenti saranno disponibili sul mercato”, sottolinea il professor Jürgen Fleischer, direttore del wbk.

Alla Emuge-Franken GmbH & Co. KG di Lauf an der Pegnitz è già in funzione un mandrino in materiale leggero. Il direttore del progetto di costruzione è Friedrich Schmauß: “Il mix di materiale utilizzato è carbonio e acciaio.” In uno dei casi concreti di utilizzo, il risultato è stato impressionante: il peso è sceso da 460 a 130 chilogrammi. Il consumo di energia è pertanto diminuito da 22.470 kWh a circa 4000 kWh all’anno. Inoltre è stato possibile triplicare quasi il numero di giri. Tutto ciò ci ha consentito di seguire una richiesta sempre più frequente dei clienti che riguarda i componenti costruiti con materiale leggero, come spiega il direttore commerciale Uwe Zoller: “Le richieste presentano già spesso indicazioni sul peso, ossia i clienti vogliono sapere il peso di un dispositivo di bloccaggio per un determinato compito.” Markus Michelberger, direttore commerciale delle tecniche di bloccaggio alla Schunk GmbH & Co. KG di Mengen, è invece scettico riguardo al carbonio. Secondo lui, ad oggi i materiali compositi non sono ancora abbastanza stabili, per lo meno nei manicotti di serraggio, per “poter accogliere i grossi carichi statici e dinamici delle lavorazioni in corso in modo così sovrano come quello dei manicotti di serraggio in acciaio.” Comunque alla Schunk qualche chilo si è perso. Afferma Michelberger: “I manicotti di serraggio in materiale leggero, in acciaio temperato, riducono al minimo il consumo di energia risultando, allo stesso tempo, convincenti per quanto riguarda la sicurezza, la precisione e la durata.”

Alla AMB il tema della costruzione con materiali leggeri rivestirà un ruolo importante anche nel programma collaterale. Infatti la Regione di Stoccarda sviluppo-economia (WRS) dedicherà diverse conferenze ai materiali compositi e alla costruzione con materiali leggeri nella sua “Region Stuttgart Lounge”. Anche l’Istituto Fraunhofer per le tecniche di produzione e l’automatizzazione (IPA) e l’università di Stoccarda parleranno della “Lavorazione ad asportazione di truciolo nella costruzione con materiali leggeri”. Ci saranno altre conferenze dell’Agenzia regionale per la costruzione con materiali leggeri del Baden-Württemberg e dell’associazione AFBW (Allianz Faserbasierter Werkstoffe) del Baden-Württemberg. Le conferenze avranno luogo ogni giorno dal 17 al 19 settembre sempre alle 9.30 del mattino.

L’“i-Software” facilita il funzionamento
Le macchine utensili si diffondono in misura sempre maggiore nei nuovi settori. La ditta produttrice Datron AG di Mühltal ha creato, ormai diversi anni fa, la D5, una macchine per i laboratori odontotecnici. Attualmente altri produttori di macchine utensili stanno seguendo questo esempio come la GF Agie Charmilles con la sua Mikron HSM 200U. Anche loro mirano al settore medico e in generale ai produttori di piccoli componenti di precisione come l’industria degli orologi e dei gioielli. Con ciò si pone, però, in misura crescente la questione della facilità di utilizzo delle macchine utensili. Inoltre, solo in poche regioni della terra il settore delle macchine utensili tedesco ed europeo, fortemente orientato all’esportazione, può contare su operai con un livello di formazione simile a quello tedesco. La Datron ha preceduto questa questione; infatti la D5 funziona tramite l’iPad della Apple sfruttando anche la sua filosofia di impiego basata sulle app. Vanno di moda i cosiddetti “i-Software” stile Apple. Alcuni mesi fa, però, è comparsa una grande novità della DMG Mori: la nuova interfaccia “Celos”. La DMG è andata oltre la Datron promettendo di semplificare e accelerare l’intero processo: “dall’idea al prodotto finito”. Il vantaggio effettivo risulta dalle varie app come “Job Manager” o “Job Assistant” che aiutano l’utente della macchina nella pianificazione della rete integrata, nella preparazione, ottimizzazione e disbrigo sistematico dei nuovi ordini di produzione. Afferma Christian Thönes, membro del consiglio di amministrazione per lo sviluppo dei prodotti, tecnologia e internazionalizzazione degli stabilimenti di produzione della DMG Mori: “Alla AMB vedremo Celos installato in varie macchine e con più di dodici app, come già mostrato durante la nostra presentazione.”

Ibridazione: combinare il meglio di tutto
Un altro trend è la combinazione e la sovrapposizione di vari procedimenti in un’unica macchina utensile. A questo proposito, un esempio è l’azienda costruttrice di macchine Berthold Hermle AG di Gosheim con la sua tecnologia MT-(Mill/Turn). I centri di lavorazione CNC 5 assi ad alta prestazione C 42 U dynamic e C 50 U dynamic dispongono nella nuova versione MT di un centro di lavoro integrato col cui aiuto è possibile effettuare lavorazioni impegnative di tornitura e fresatura in un solo attrezzaggio. Spiega il direttore marketing Udo Hipp: “Il clou del progetto MT è che è possibile tornire in qualsiasi posizione fra 0° e 90° delle tavole rotanti cnc inclinate, cosa che consente di utilizzare utensili rotanti molto corti.” La Hermle va un passo avanti e integra il procedimento generativo MPA in un centro di lavorazione a 5 assi. Lo spray termico in polvere di metallo consente una produzione generativa di componenti di grande volume con quasi qualsiasi geometria interna. Afferma Hipp: “L’applicazione di materiale e l’asportazione di truciolo hanno così luogo in un solo attrezzaggio e in un’unica macchina.”

La simulazione diventa sempre più importante
Con la crescente “ibridazione” aumentano anche le esigenze degli operai. Pertanto è necessario dapprima trovare una risposta alla “possibilità di mettere gli utenti di simili macchine in condizione di dominare le funzionalità supplementari affinché ne risulti un utilizzo redditizio e proficuo”, avverte Eberhard Beck, direttore delle tecniche di controllo alla Index-Werke GmbH & Co. KG di Esslingen. I metodi di pianificazione convenzionale e il trattamento degli ordini non erano più idonei a soddisfare la crescita discontinua delle richieste di nuovi progetti delle macchine perché la pianificazione e la realizzazione dei processi di truciolatura “multitecnologici” comprendono, oltre alla pianificazione della sequenza della lavorazione e degli utensili, anche e soprattutto un lavoro di programmazione esteso e basato su una vasta esperienza. L’esecuzione manuale non è praticamente più competitiva. Beck consiglia “una simulazione 3D della lavorazione che sia assolutamente fedele alla realtà per quanto riguarda la rappresentazione e la sequenza temporale dell’operazione affinché sia possibile controllare e garantire direttamente al PC tutte le attività della macchina generate dal programma e il trattamento degli ordini prima di darne l’avvio.” L’impresa è stata fra i primi produttori di macchine utensili ad aver creato una rappresentazione in scala 1:1 delle sue macchine al computer. Dichiara Beck: “Continueremo a perseguire con coerenza la strada della macchina virtuale e di una propria catena di processo CAD-CAM-CNC anche alla AMB 2014.”

Alla AMB 2014 del 16-20 settembre sono attesi oltre 90.000 operatori e circa 1.300 espositori. Sugli oltre 105.000 metri quadrati lordi si potranno ammirare innovazioni e perfezionamenti di sviluppo dei seguenti settori: tecniche di asportazione di truciolo, utensili di precisione, dispositivi di bloccaggio, CAD, CAM, CAE, software, rettificatrici, tecniche di maneggio di pezzi e utensili, tecniche di misura. La AMB 2014 godrà del sostegno delle seguenti associazioni promotrici: VDMA associazione di categoria utensili di precisione, VDMA associazione di categoria software e VDW Unione tedesca delle fabbriche per le macchine utensili.

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