5 assi per lavorare il titanio

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Starrag progetta e produce centri di lavorazione a 5 assi simultanei adatti per la lavorazione del titanio. Si tratta di sistemi per produrre particolarmente rigidi che, oltre a ridurre le vibrazioni, garantiscono lavorazioni particolarmente produttive e una prolungata vita dell’utensile

Le aziende del settore della lavorazione del titanio incontrano enormi difficoltà quando si tratta di produrre in modo competitivo pezzi in serie di questo materiale esclusivo e delicato. Il titanio viene sempre più utilizzato nell’industria aerospaziale, grazie ai vantaggi derivanti dalla sua stabilità e dal suo peso relativamente contenuto. Parti strutturali in titanio utilizzate in combinazione con materiali compositi sono alla base della costruzione dei moderni aerei wide-body, dei veicoli spaziali e dei caccia militari. Anche per quanto riguarda i motori, le palette di turbine in titanio e in combinazione con altri materiali compositi sono in questo momento il meglio della tecnologia del settore.

Il materiale e la sua lavorabilità

E’ un fatto noto che il titanio è un materiale molto difficile da lavorare, perché la sua tenacità e bassa conducibilità termica rende la vita difficile al filo tagliente degli utensili. Lo stampaggio a freddo rende il titanio più duro, triplicando il carico di rottura riducendo l’allungamento a trazione fino al 90%. Quando lo sforzo è troppo alto, si genera la rottura del tagliente. Nei giorni nostri, le proprietà nell’uso in produzione sono state ottimizzate, primo esempio è la lega di titanio 5553. Ha peso ridotto, alta resistenza e una buona tenuta alla corrosione: tutte proprietà ideali per l’industria aerospaziale moderna. Questo nuovo materiale Ti5553 comunque non rende la vita più semplice, ma al contrario, aumenta i problemi. Il Ti6Al4V è una lega classica ‘alfa-beta’ per l’industria aerospaziale, con una micro-struttura equilibrata (alpha = micro-struttura esagonale, beta = struttura cubica a corpo centrato ).

Ti5553 invece ha una maggiore proporzione beta, nel senso che è anche descritta come una lega ‘quasi – beta’. Questa caratteristica determina l’elevata resistenza al calore di cui sopra, ma allo stesso tempo rende più difficile la lavorabilità. Alle temperature che sono generate durante il processo di taglio, Ti5553 ha ancora una resistenza di circa 900N/mm². La tendenza ad aderire sul filo del tagliente utensile è aumentata dalle componenti beta. La lavorazione precisa ed economica del titanio mette a dura prova sia i processi produttivi sia le macchine. Fin dai primi anni ‘60 gli utilizzatori Starrag, di tutto il mondo, hanno prodotto parti in titanio per l’industria aerospaziale sulle loro macchine. I tecnologi Starrag hanno acquisito un’enorme quantità di esperienza nella lavorazione del titanio e materiali analogamente duri nei decenni precedenti. La società è ormai conosciuta per la sua reputazione come fornitore specializzato di macchine utensili per la lavorazione del titanio e simili, dovuta in gran parte alla consulenza dei suoi esperti che forniscono indicazioni in termini di: strategie di fresatura; utensili e refrigeranti; robusti centri di lavorazione.

Strategia di fresatura

Precisione ed economicità di produzione richiedono le giuste decisioni da prendere in termini di strategia di fresatura. L’adozione del virtual machining offre vantaggi sia per utenti esperti sia per quelli inesperti: non solo consentono notevoli risparmi di tempo in programmazione, ma riduce al minimo anche i complessi test-run su macchina. Insomma, un’attenta simulazione del programma consente di ottimizzare la strategia di fresatura in modo semplice e sicuro. La combinazione di virtual machining con il CAM Starrag RCS 7 per palette di turbina offre la base idonea per la lavorazione di superfici a flusso ottimizzato.

L’impostazione di una strategia di fresatura in anticipo gioca anche un ruolo importante nella lavorazione di parti strutturali in titanio. Blocchi enormi di questo materiale esclusivo devono essere lavorati in modo efficiente per diventare componenti di alta qualità che hanno solo il 10 % del loro peso iniziale. Così come per una sgrossatura efficiente, la giusta strategia di finitura è fondamentale per garantire un risultato finale di alta qualità. Starrag ha una notevole esperienza nell’affrontare lavorazioni complesse utilizzando utensili particolarmente rigidi che forniscono miglioramenti significativi nella produzione di palette per turbine, blisk e giranti. Inoltre, il costruttore collabora con i rinomati produttori di moderni utensili e speciali refrigeranti, che ottimizzano il processo. Processo che garantisce agli utilizzatori di beneficiare dei prodotti più avanzati e della migliore esperienza globale. Sono utilizzati utensili stratificati e lucidati per soddisfare i processi del cliente per ottenere enormi miglioramenti in termini di produttività e qualità.

Centri di lavoro particolarmente stabili

La esperienza globale della Starrag nella lavorazione a cinque assi simultanei di materiali duri si è riversata nei propri centri di lavorazione. Questi moderni centri soddisfano tutti i requisiti in termini di: stabilità di processo, qualità della finitura, precisione, facilità d’uso, affidabilità e sono adattati per la lavorazione simultanea in 3D, per esempio di particolari in titanio Ti5553. Per tenere il passo con la crescente domanda, la macchina prevede una struttura saldata a cella chiusa. Grazie alla particolare disposizione dei punti di saldatura, il comportamento di smorzamento è simile a quello di una fusione in ghisa, ma beneficia della maggiore rigidità del 25% tipico dell’acciaio. I sistemi di comando degli assi rotanti composti da ingranaggi e vite senza fine con i più alti livelli di smorzamento e rigidezza torsionale sono particolarmente insensibili ai disturbi esterni e permettono processi di taglio particolarmente difficili da effettuare in lavorazioni simultanee a cinque assi, anche in condizioni particolarmente pesanti, garantendo una prolungata vita utensile.

La robusta testa a singolo asse rotante permette di lavorare pezzi di grandi dimensioni in un unico piazzamento, con il risultato di ridurre il set-up e il tempo ciclo. La testa di fresatura particolarmente compatta e con una ridotta lunghezza di pivot naso mandrino e le sue ridotte dimensioni significano un’elevata precisione di rotazione e ridottissimo movimento di compensazione sull’asse A e un’ottima accessibilità al pezzo in una vasta gamma di posizioni angolari con utensili corti. Queste sono le condizioni ideali per la massima efficienza di lavorazione e di precisione sui pezzi. Particolare attenzione è rivolta alla generazione di calore. Il concetto di macchina simmetrica, il raffreddamento aggiuntivo legato alla temperatura ambiente, il monitoraggio intelligente del mandrino in lavorazione e il raffreddamento dei componenti della macchina riducono al minimo l’influenza termica, consentendo i ottenere la precisione richiesta anche su particolari che richiedono oltre 100 ore di lavorazione.

Cosa dire

Quando si tratta di lavorazione del titanio, Starrag può contare su decenni di esperienza e centri di lavoro innovativi ad alta efficienza energetica. Il tempo di set-up della macchina e di riposizionamento del pezzo è ridotto al minimo grazie alla lavorazione simultanea a cinque assi. La progettazione compatta e rigida della testa di fresatura permette un’efficiente lavorazione simultanea a cinque assi con un’ottima accessibilità al pezzo. I centri di lavorazione accuratamente dimensionati con smorzamento ottimale forniscono all’utente un’elevata qualità di finitura e precisione.

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