Lavorare a secco in fresatura.

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Con l’alta velocità entrano in gioco altri fattori, quali il sistema di refrigerazione e le vibrazioni che influenzano il comportamento del mandrino e dell’utensile variando le prestazioni del tagliente.” Fabrizio Pasqual, Febametal, precisa che si prestano alla lavorazione a secco gli stampi e quei materiali come la ghisa, gli acciai temprati e le grafiti. Paolo Costa, Febametal, afferma che la macchina utensile deve essere progettata insieme all’utensile e al mandrino. Le ricerche riguardano la ricopertura, il metallo duro di base, ma la strategia vincente è realizzare una collaborazione tra costruttori di macchine e utensilieri. Davide Allasia, Allasia, sottolinea che la lavorazione a secco si è sviluppata dagli anni ’80, finalizzata a eliminare il problema dello shock termico, ma la vera svolta si è avuta quando si è capito che si doveva lavorare senza il lubrificante per salvaguardare l’ambiente e la salute degli operatori a contatto giornaliero con il refrigerante. Sempre Davide Allasia sottolinea che esistono tre forme di lavorazione a secco. La prima di queste è la fresatura a secco a bassa velocità di taglio con utensili in HSS-PM in acciaio sinterizzato per polvere con velocità di taglio da 60 a 130 m/min che viene impiegata in sgrossatura e finitura con il vantaggio dell’elevato volume di truciolo ottenuto, grazie alla possibilità di sfruttare la profondità di passata. Nella fresatura a secco con elevata velocità di avanzamento, invece, si impiegano utensili in metallo duro integrale o a fissaggio meccanico con un elevato numero di denti che lavorano con basse profondità di passata ma che, avendo un elevato numero di taglienti e un forte avanzamento per dente, riescono a lavorare su acciaio con oltre 900 N/mm2 con velocità di avanzamento da 5.000 a
12.000 mm/min, pur utilizzando velocità di taglio non superiore a 300 m/min. La fresatura a secco ad alta velocità, infine, si caratterizza per le velocità di taglio di oltre 500 m/min per l’acciaio e oltre 2000 m/min per la lavorazione dell’alluminio. Attualmente vengono lavorati a secco anche materiali prima considerati ‘difficili’, come l’alluminio a truciolo lungo e l’acciaio inossidabile. E si offre un pacchetto di utensileria completo per foratura, maschiatura, tornitura e finitura. Pietro Bianchi, Partner Italia, sostiene però che la lavorazione a secco crea dei fumi e le macchine non sono fornite di aspiratori. “Inoltre si presenta il problema dello smaltimento del truciolo caldo che, quando cade, danneggia guarnizioni, vernici e elementi telescopici. Non si conoscono ancora soluzioni tecnologiche in grado di sopportare l’alta temperatura.”

Macchine utensili e soluzioni costruttive

Lavorare a secco può creare problemi di evacuazione truciolo su alcune macchine utensili. Franco Gabrielli, UMA, ricorda che Stama produce macchine utensili verticali a montante mobile, per un utilizzo con robot di carico e per rispondere alle necessità di produzione delle aziende più moderne con un utilizzo delle ultime tecnologie. “Non ci sono grandi differenze nella filtrazione dei fumi e dei vapori: il sistema di filtraggio – prosegue Marcello Gabrielli – deve essere comunque applicato”. Andorlini sostiene che Breton è stata sempre molto sensibile a questo problema: le macchine sono chiuse e carenate, per confinare eventuali fumi all’interno dell’area di lavoro, e sono predisposte per l’applicazione di aspiratori che possono agire sull’intera macchina o concentrati sul naso mandrino. “Nel mercato del Nord Europa (Inghilterra, Germania, Svezia) si vendono solo macchine con queste caratteristiche. Si è scelta la particolare architettura verticale proprio per tenere cinematismi, coperture e movimentazioni lontano dalla zona di lavoro, in modo che il truciolo difficilmente possa caderci sopra.” L’alta velocità implica inoltre l’utilizzo di macchine con basamento in granito composito che assicura uno smorzamento delle vibrazioni dieci volte maggiore rispetto alle soluzioni costruttive tradizionali. Per Molinari, questo e altri accorgimenti garantiscono una precisione di lavorazione, una durata degli utensili e un’affidabilità nel tempo, non riscontrabili in altre strutture precedenti che non possono essere adattate all’alta velocità. Annoni afferma che, per quanto riguarda la finitura, il sistema a monte deve essere bilanciato mentre per Pasqual sulla macchina utensile non dovrebbero mancare accorgimenti quali il presettaggio laser, un sistema che possa monitorare le collisioni e controllare gli allungamenti degli assi, una serie di mandrini adeguata, elettromandrini con cuscinetti, con una corretta lubrificazione, con raffreddamenti per mantenere stabilità e, infine, frese estremamente precise. “Le macchine tradizionali orizzontali – afferma Benzi – hanno velocità dinamiche che variano in funzione della zona di lavoro, in quanto si devono adattare alla geometria del pezzo da lavorare. Rambaudi ha sviluppato una nuova macchina che lavora in verticale il punzone e con l’asse mandrino orizzontale la matrice, in modo che il truciolo generato non cada all’interno del pezzo. Questo perché il truciolo generato ha una temperatura molto elevata e andrebbe ad influenzare la lavorazione rendendola imprecisa. Il metodo più idoneo per trattenere il pezzo durante la lavorazione consiste nell’impiego di basi magnetiche. Inoltre qualsiasi macchina utensile utilizzata in lavorazioni di sgrossatura dell’alluminio deve avere le pareti protette con lamiere in acciaio inox per evitare che il truciolo asporti lo strato di vernice. In definitiva, il costruttore moderno deve essere un esperto e, al tempo stesso, un utilizzatore delle macchine che lui stesso produce.”

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