Fresatura è un metodo di asportazione di truciolo che ha le sue origini nel XVIII secolo e oggi è una delle tecnologie di lavorazione più importanti. Nel frattempo, la domanda di maggiore produttività, maggiore precisione e maggiore sostenibilità sta spingendo gli sviluppi tecnologici nella fresatura. Le nuove sfide richiedono soluzioni innovative – come gli utensili di precisione di ISCAR.
Le fresatrici sono diventate indispensabili nei laboratori. Il processo è una parte integrante della tecnologia di asportazione di truciolo, la cui importanza cresce a causa delle esigenze in continua evoluzione nella produzione. Ad esempio, la precisione nella formatura dei metalli è aumentata notevolmente grazie a tecnologie come la micro-asportazione di truciolo di precisione e la forgiatura. Anche i processi di stampa 3D o nuovi materiali compositi e sinterizzati richiedono processi adattati.
Gli operatori sono chiamati a intervenire: devono aumentare la produttività con superleghe e qualità di titanio difficili da lavorare, ulteriori misure di ottimizzazione sono necessarie a causa della forte concentrazione su veicoli elettrici e ibridi nell'industria automobilistica. Inoltre, le macchine utensili a più assi consentono la lavorazione precisa di parti complesse, nuove strategie di lavorazione aumentano la produttività. I processi moderni possono anche ridurre significativamente la quantità di materiale grezzo previsto durante la fresatura, mentre aumentano le esigenze riguardo alla qualità superficiale e alla precisione.
Sviluppi e approcci
Tra i principali sviluppi degli utensili da fresatura ci sono la lavorazione ad alta velocità e la fresatura di precisione, ma anche la fresatura multi-assiale, adattativa e sostenibile.
Nella lavorazione ad alta velocità, l'accento è posto sull'aumento del volume di materiale asportato (MRR) per ottenere una maggiore produttività attraverso una velocità di taglio significativamente più elevata o un maggiore avanzamento per dente. Gli utenti raggiungono questo obiettivo attraverso la fresatura ad alta velocità (HSM) e la fresatura ad alto avanzamento (HFM) durante la sgrossatura. Nella fresatura di precisione, l'attenzione è rivolta all'alta precisione.
Nella fresatura multiassiale vengono utilizzati centri di lavoro appositamente attrezzati, che consentono processi complessi. L'obiettivo della fresatura adattativa è sviluppare sistemi intelligenti in grado di adattarsi a condizioni modificate durante il processo di lavorazione. La fresatura sostenibile mira a ridurre l'impatto ambientale. Ciò include lo sviluppo di fluidi di raffreddamento e lubrificazione ecologici, il riciclaggio, il riutilizzo dei materiali e l'uso di macchine utensili e frese ad alta efficienza energetica.
Componenti coordinati
Il successo di tutti gli sviluppi nella fresatura si basa su una sinergia tra macchine utensili, utensili da taglio e sistemi di progettazione assistita da computer (CAE). La fresatura ad alta velocità, ad esempio, richiede macchine in grado di fornire alte velocità di rotazione, oltre a utensili realizzati con materiali da taglio avanzati e rivestimenti innovativi. Allo stesso tempo, i processi di fresatura più precisi richiedono non solo utensili con tolleranze più ridotte, ma anche sistemi di controllo e azionamenti migliorati.
Nella fresatura multiassiale, assi ottimamente controllati e le geometrie di taglio adeguate degli utensili da fresatura garantiscono il successo. La fresatura adattiva comprende innovazioni come sistemi di monitoraggio moderni, sensori ad alta sensibilità e algoritmi efficienti che ottimizzano i dati di taglio e i percorsi degli utensili in tempo reale. La lavorazione per fresatura diventa più sostenibile grazie all'uso di processi energeticamente efficienti, macchine utensili adeguate, utensili da taglio adattati e fluidi di raffreddamento ecologici.
Punte intercambiabili a inserti reversibili
Nella fresatura, gli utenti spesso si affidano a utensili con inserti intercambiabili (WSP), i cui materiali da taglio sono in continua evoluzione. Nuove leghe di metallo duro, ceramiche e materiali da taglio ultraduri garantiscono risultati sempre migliori nella lavorazione.
Nuove rivestimenti migliorano la resistenza all'usura e al calore, aumentando al contempo la capacità di lubrificazione. Con geometrie delle lame moderne è possibile ottimizzare la topologia della formazione del truciolo delle placche da taglio. Ciò migliora l'efficacia del taglio e il flusso del truciolo durante fresatura, riducendo inoltre le forze di taglio. L'uso efficace del materiale da taglio implica un design intelligente delle placche da taglio che offre una massima prestazione di taglio senza ridurre le prestazioni di asportazione.
Produzione Intelligente
L'orientamento verso la Smart Manufacturing richiede che i progettisti integrino la digitalizzazione nella progettazione del processo di fresatura e degli utensili. In questo contesto, i gemelli digitali e le relative applicazioni software sono già oggi un must per un'offerta completa di utensili. Le soluzioni di ISCAR mostrano come i produttori di utensili da taglio affrontano le sfide attualmente emergenti.
Fessure, tasche, cavità
Nella fresatura trocoidale ad alta velocità, l'utensile segue un percorso curvo per mantenere un carico costante sulla lama. Si evitano picchi di carico improvvisi all'ingresso del materiale. Questa strategia è molto efficiente nella fresatura di scanalature profonde, tasche e cavità, in particolare con bassa stabilità di lavorazione. Inoltre, il processo fornisce risultati molto buoni nella lavorazione di materiali difficili come acciai legati o superleghe altamente resistenti al calore.
Specificamente per fresatura trocoidale, ISCAR ha sviluppato il programma di prodotti CHATTERFREE EC-E7/H7-CF per frese in metallo duro integrale a più taglienti. Il design geometrico degli utensili comprende diversi angoli di spirale e inclinazioni angolari variabili, che migliorano il comportamento di taglio dinamico.
Ad alta produttività ed efficiente
Con l'ausilio di macchine moderne, è possibile fresare in modo altamente produttivo leghe di alluminio a velocità di rotazione del mandrino estremamente elevate, fino a 33.000 giri al minuto. Per affrontare questa sfida, ISCAR ha sviluppato frese a 90 gradi in grado di ospitare WSP di grande formato con una profondità di taglio fino a 22 millimetri. Le frese sono progettate in modo da evitare spostamenti radiali della piastrina, che possono verificarsi a velocità molto elevate a causa delle elevate forze centrifughe.
La fresatura ad alta avanzamento si è sviluppata in un processo ampiamente utilizzato per la sgrossatura efficiente di superfici complesse. ISCAR offre a tal fine una vasta gamma di utensili. Le caratteristiche placche di inserti a forma di osso della famiglia LOGIQ4FEED sono ora disponibili anche in versioni più grandi. Esse ampliano notevolmente il campo di applicazione, in particolare nella fresatura ad alta avanzamento di cavità profonde nella costruzione di utensili e stampi. Un'altra novità sono i fresatori economici NEOFEED con le loro placche quadre a doppio lato e otto bordi di taglio.
Preciso e veloce
I progressi nelle macchine utensili a più assi e nei sistemi CAD/CAM consentono la fresatura precisa di forme complesse con un minimo prelievo del materiale del pezzo tramite frese a gambo segmentate o a forma di botte. Queste sono disponibili in versioni in metallo duro, come teste fresatrici MULTI-MASTER o come versioni con una piastra a inserti.
Nella fresatura di superleghe altamente resistenti al calore, l'utente può aumentare notevolmente le velocità di taglio utilizzando inserti in materiali ceramici – sono possibili fino a 1.000 metri al minuto. Tra gli ultimi strumenti in ceramica di ISCAR ci sono fresatori in VHM e WSP ceramici con inserti ceramici rotondi a doppio lato. Il design a doppio lato mira a massimizzare l'uso dei materiali ceramici, come ad esempio la ceramica nera, la ceramica rinforzata con whisker e il SiAlON – un tipo di ceramica a base di nitruro di silicio.
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