Come riescono le aziende manifatturiere europee a affermarsi nella concorrenza globale? Un mezzo particolarmente efficace è lo sviluppo e l'applicazione continua di tecnologie innovative. Se queste ottengono anche l'etichetta 'Hightech', diventa ancora più difficile per altri produttori copiare le tecnologie. Questo vantaggio deve essere conquistato e mantenuto - allora la competitività sarà assicurata. Fornitori industriali e istituti di ricerca mostrano come si fa. Questi e molti altri Innovations-Booster si possono trovare all'EMO Hannover 2025.
Dagli utensili di precisione alle macchine utensili high-tech fino all'integrazione di analisi di simulazione: il campo è vario per conquistare vantaggi competitivi, come dimostrano i seguenti esempi pratici. Quattro anni di tempo di sviluppo verso il tagliente high-tech.
I veri progressi tecnologici si manifestano spesso nello sviluppo di prodotti già collaudati verso la perfezione. Ecco un esempio: una delle maggiori sfide nella lavorazione interna sono - a seconda del materiale - i trucioli lunghi. Si avvolgono attorno all'utensile, ostruiscono i fori o, nel peggiore dei casi, portano alla rottura dell'utensile. Qui una geometria di truciolo può aiutare. Essa guida e modella il truciolo e lo porta alla rottura. Finora sono state utilizzate geometrie di truciolo appositamente laserate o affilate, con costi corrispondenti per la piastra da taglio. La Paul Horn GmbH di Tubinga è riuscita a sviluppare uno strumento di tornitura universale con geometria di truciolo 'sinterizzata'. Grazie all'eccellente controllo del truciolo in uso, offre un'alta sicurezza di processo. La geometria può essere utilizzata in modo universale per diversi gruppi di materiali ed è adatta per tornitura interna, piana, copiativa e retrograda. Il direttore generale Markus Horn conosce le sfide tecniche ed economiche nel settore della lavorazione dei metalli e si mostra entusiasta: 'Spostiamo i confini con la tecnologia. Questo utensile di precisione sfrutta la tecnologia odierna e può essere prodotto esclusivamente da menti brillanti. Sono stati necessari circa quattro anni di tempo di sviluppo con numerosi compiti sia nel processo che nei materiali. Alla fine, siamo riusciti a risolvere economicamente i problemi con i lunghi trucioli nella lavorazione interna di piccoli diametri di foratura.'
Oltre alla geometria, Horn ha ottimizzato anche il semilavorato della piastra da taglio grazie a una maggiore rigidità e a un'area di taglio ancora più stabile. Inoltre, è stata rielaborata l'alimentazione del raffreddamento. L'ampio campo di applicazione delle piastre da taglio si riflette anche nell'economicità: i costi del nuovo strumento sono simili a quelli delle piastre da taglio standard senza geometria. 'Questo sviluppo dimostra come si possa distinguere nella concorrenza globale sia tecnicamente, economicamente che in termini di prezzo grazie alla tecnologia', conclude Matthias Rommel, anch'egli direttore generale di Horn.
'L'EMO 2025 è per Horn la piattaforma ideale per presentare personalmente le nostre innovazioni agli specialisti della produzione internazionale.'
Tavolo macchina potente - lavorazione completa per esigenze particolarmente elevate.
Per le aziende della lavorazione meccanica, diventa sempre più importante poter produrre componenti in un'unica morsa. Di conseguenza, sono richieste macchine potenti a cinque assi che possano svolgere in modo efficiente sia compiti di tornitura che di fresatura. Una tendenza che, secondo il Dr. Manuel Gerst - responsabile dello sviluppo presso la Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH a Nürtingen - sta guadagnando importanza a livello internazionale: 'La percentuale di tornitura sui nostri centri di lavorazione attrezzati è già oggi di circa il 30% e in futuro sarà di circa il 40%.' Un motivo sufficiente per portare la base decisiva per tali lavorazioni a un livello completamente nuovo. Con la tecnologia Mill-Turn-Enforced, gli ingegneri di Nürtingen sono riusciti a sviluppare un tavolo macchina a trasmissione diretta che presenta dati di prestazione eccezionali e che in futuro sarà utilizzato in tutte le macchine a cinque assi della Suddeutschen. In un centro di lavorazione Heller (BAZ) è già in uso con successo dall'autunno 2024. In tempo per l'EMO 2025, sarà disponibile sul mercato un'altra macchina a cinque assi, inclusa la tavola macchina.
Ma cosa significa 'dati di prestazione eccezionali'? La maggiore sfida consiste nel raggiungere al contempo alti momenti torcenti e velocità di rotazione. 'Esattamente questo siamo riusciti a realizzare', afferma Gerst e presenta i numeri: 'Realizziamo con il nuovo tavolo fino a 1.250 Newton metri e fino a 1.140 giri al minuto. Così siamo circa il 20% sopra ciò che è comune sul mercato. Le aziende di produzione raggiungono così enormi tassi di asportazione del materiale.' Gli ingegneri di Nürtingen hanno lavorato su molte viti di regolazione.
Particolarmente importante: per mantenere sotto controllo il calore, viene utilizzato un motore di coppia appositamente ottimizzato, che genera solo calore minimo. Lo stesso vale per i cuscinetti. In totale, la gestione del calore nel tavolo è stata la leva più importante per il successo. Per sicurezza, un software calcola continuamente le condizioni operative rilevanti, per avvisare in tempo in caso di sovraccarico.
Lavorare anche componenti complessi in un'unica morsa.
In anticipo, la fabbrica di macchine Berthold Hermle AG di Gosheim ha deciso di esporre nuovamente all'EMO 2025. Saranno presentati diversi centri di lavorazione a cinque assi con soluzioni di automazione, così come un BAZ a cinque assi in variante Mill/Turn. Su questa macchina Mill/Turn, un componente viene fresato, tornito, forato, smerigliato, sbavato, levigato, abbassato e misurato - il che significa: qui sono riuniti 13 processi altamente produttivi per la lavorazione completa di componenti complessi in un'unica morsa. L'utente può farsi mostrare le tecnologie a lui rilevanti e integrarle nelle proprie strategie di lavorazione.
'Naturalmente, in tutti i prodotti mostrati si tratta dei due temi dominanti della fiera: automazione e digitalizzazione', guarda al futuro il responsabile marketing Udo Hipp. Proprio l'automazione dei centri di lavorazione, in cui Hermle ha fatto un nome sul mercato con una propria filiale da oltre 20 anni, è un mercato in continua crescita, considerando la carenza attuale di manodopera specializzata. Che si tratti di cambi pallet, sistemi di handling o della 'classe regina' dei sistemi robotizzati adattati: il produttore di macchine utensili Hermle è disponibile a consigliare e supportare i processi. 'Ci aspettiamo che l'EMO mantenga il suo titolo di fiera leader mondiale', afferma Udo Hipp, 'e attiri numerosi interessati internazionali a cui possiamo mostrare la tecnologia 'Made in Germany'.
Hermle offre centri di lavorazione altamente precisi a 3, 4 e 5 assi, oltre a un'automazione e digitalizzazione complete per l'uso '24 ore su 24' – e soddisfa così anche le nuove tecnologie di lavorazione. All'EMO 2025 mostreremo la nostra alta competenza nella fresatura, foratura e tornitura.
La ricerca collega alta tecnologia e praticità
Il Prof. Dirk Biermann, direttore dell'istituto presso l'Università Tecnica di Dortmund, sottolinea l'enorme importanza di essere sempre aggiornati tecnologicamente: 'Presso l'Istituto per la Lavorazione dei Materiali ISF si ricerca su tutti i temi rilevanti della lavorazione da oltre 50 anni. Oltre alla ricerca di base, vengono trattati progetti di ricerca tecnologica di processo e vicini all'industria.' I seguenti tre esempi illustrano la varietà:
Temperature elevate degli utensili nella lavorazione accelerano l'usura e riducono la vita degli utensili. La conoscenza delle temperature può aumentare sia la comprensione del processo sia contribuire alla validazione delle simulazioni di formazione del truciolo. 'Abbiamo quindi sviluppato presso l'ISF un metodo innovativo che consente la determinazione operando delle temperature della superficie di truciolo – cioè in condizioni operative', riporta il direttore dell'istituto (Foto 05 -A). 'Un altro progetto riguarda la tornitura interna, che è realizzabile solo a bassa profondità di lavorazione a causa della sporgenza degli utensili, soprattutto per fori più piccoli. Pertanto, abbiamo sviluppato un sistema di utensili innovativo che consente la contornatura interna anche in fori profondi.' Questo sistema viene integrato come asse aggiuntivo nella macchina utensile e dispone di una testa utensile a guida a leva, che evita le vibrazioni (Foto 05 -B).
'Inoltre, la previsione basata su simulazioni del comportamento del processo può contribuire a impostare configurazioni di processo ottimizzate in una fase precoce della catena del valore', conclude Biermann. 'Nel progetto di ricerca 'ClusterSim' vengono sviluppati e applicati – insieme al partner di progetto AG Virtual Machining dell'Università di Dortmund – metodi di apprendimento automatico per fare previsioni basate sui dati per singoli segmenti di processi di lavorazione complessi (Foto 05 -C).' L'istituto di Dortmund esporrà come membro della Società Scientifica per la Tecnologia di Produzione insieme ad altri istituti WGP allo stand comune 'Sostenibilità' dell'EMO Hannover.
'L'EMO Hannover 2025 è una piattaforma unica per scambiare informazioni su questi e numerosi altri sviluppi attuali a livello di esperti', sottolinea il professore WGP.
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