Utilizzando un’unica fresa è possibile ottimizzare la lavorazione dell’alluminio  

Pubblicato il 29 aprile 2022

 

Il settore Automotive sta affrontando un problema di peso. Nel 2017, ad esempio, i veicoli leggeri prodotti negli Stati Uniti pesavano in media 4,044 libbre (lbs) — non sempre tenendo fede alla propria denominazione. I componenti e le tecnologie di nuova generazione aggiungono peso ai veicoli ma, dal punto di vista delle problematiche ambientali, ai costruttori viene chiesto di renderli più leggeri. Trattandosi di un materiale leggero, l’alluminio può rappresentare una risorsa in tal senso, la cui fresatura e lavorazione può tuttavia implicare una serie di sfide. In questa sede Eduardo Debone, Global Segment Manager – Automotive presso Sandvik Coromant, azienda leader globale nel taglio dei metalli, ci spiega come l’utilizzo di un’unica fresa potrebbe rappresentare la soluzione.

 

L’alluminio verrà sempre ricordato come il materiale che ha consentito all’uomo di volare. Il suo impiego nell’aviazione è precedente perfino al primo aeroplano, poiché il conte Ferdinand Zeppelin utilizzò l’alluminio per realizzare i telai dei suoi celebri, omonimi dirigibili alla fine del 1800. L’alluminio viene ancora oggi considerato un materiale molto leggero. Per esempio, il suo impiego nei blocchi motore per applicazioni Automotive consente di ridurre notevolmente il peso e di ottimizzare il consumo di carburante.

Senza uscire dal settore dei trasporti, la catena cinematica di un’auto passeggeri in Europa contiene generalmente circa 80 kg di alluminio, il che rende questi componenti — tra cui motori e cambi — un’ovvia area di interesse per la riduzione del peso. Sebbene l’alluminio sia un metallo sempre più apprezzato, i costruttori di macchine utensili hanno bisogno di soluzioni di attrezzamento dedicate che possano facilitarne la lavorazione.

 

Complessità dei componenti

Il blocco cilindri costituisce la struttura principale del motore di un veicolo. È responsabile dell’alloggiamento di numerosi componenti mobili che, insieme, generano l’energia necessaria a far muovere il veicolo. Per molto tempo i blocchi cilindri sono stati prodotti con leghe di ghisa, ma per le moderne auto passeggeri si utilizzano spesso leghe di alluminio al fine di ridurne il peso.

La produzione dei blocchi cilindri richiede più macchine di qualsiasi altro componente Automotive e spesso avviene mediante processi piuttosto complessi, che coinvolgono tolleranze strette. La sgrossatura e la finitura di componenti Automotive complessi ma critici, come i blocchi cilindri, rappresenta un processo lungo e dispendioso. Richiede l’impiego di molti utensili diversi, il che implica maggiori esigenze di setup e l’utilizzo di più refrigerante per ridurre il calore dovuto al maggior livello di attrito.

La testa cilindri è un componente ugualmente fondamentale, spesso realizzato in alluminio. Convoglia l’aria e il carburante nella camera di combustione, è situato sopra il blocco cilindri ed è responsabile dell’alloggiamento di svariati componenti, tra cui valvole, candele e iniettori. Come il blocco cilindri, anche la testa richiede una lavorazione complicata e di alta qualità.

L’alluminio sarà più leggero della sua controparte in ghisa, ma è anche decisamente meno rigido. Di conseguenza, scarsa finitura superficiale, bave e usura irregolare degli utensili sono problemi alquanto diffusi. Quindi, in che modo i costruttori Automotive possono vincere queste sfide e abbreviare i tempi ciclo, migliorare la finitura superficiale e aumentare i risparmi?

 

Una soluzione unica

In quanto specialista del taglio dei metalli, Sandvik Coromant ha scoperto che a volte l’innovazione è sinonimo di semplicità. Implementando un’unica soluzione anziché diversi utensili per le operazioni di spianatura, i costruttori possono risolvere molti dei problemi legati alla lavorazione dell’alluminio. Utilizzando una fresa in grado di eseguire sia operazioni di sgrossatura che di finitura è possibile ridurre la tensione a cui è sottoposto l’alluminio e dunque ottenere una migliore qualità.

Le soluzioni di Sandvik Coromant per la lavorazione dell’alluminio includono una serie di frese esclusive e brevettate che garantiscono una fresatura agevole, precisa e priva di bave. Tra queste c’è la nostra fresa M5C90 per alluminio, parte della famiglia M5, progettata per la sgrossatura e la spianatura di finitura di teste cilindri, blocchi cilindri e qualsiasi componente in alluminio con ampi impegni del tagliente, esclusi i componenti con pareti sottili. L’utensile è in grado di completare l’intero processo, dalla sgrossatura alla finitura, in una volta sola.

La capacità dell’utensile di eseguire la sgrossatura e la finitura in un’unica passata, spesso con una profondità assiale fino a 6 mm, rende questa soluzione davvero eccellente. Abbiamo assistito a un aumento della durata utensile pari a cinque volte, con una riduzione del tempo ciclo del 200%: risultati a dir poco straordinari.

Una caratteristica fondamentale delle frese della famiglia M5 è la tecnologia a gradini. Una serie di cuspidi in diamante policristallino (PCD) che offrono precisione e lunga durata, sono disposte in configurazione circolare al fine di rimuovere progressivamente il materiale dal pezzo, in senso sia assiale che radiale. Inoltre, la presenza di un inserto raschiante in ultima posizione assicura una finitura e una planarità superiori. La posizione fissa del raschiante e dei denti elimina inoltre le lunghe e complesse procedure di presetting. Sebbene occorrano svariati utensili per completare la lavorazione di un componente Automotive in alluminio, questa soluzione presenta numerosi vantaggi e rimuove gran parte della tensione a cui è sottoposto l’alluminio durante la lavorazione.

Nell’ambito della costante ricerca di prestazioni più eco-sostenibili nel settore Automotive, la scelta dei giusti materiali sarà fondamentale per rendere più leggeri i veicoli. Al tempo stesso, l’approccio semplificato alla lavorazione offerto da utensili come la fresa M5C90 per alluminio offre ai costruttori un modo per soddisfare le richieste e superare le sfide associate alla lavorazione dell’alluminio. Dopodiché, forse, l’alluminio potrà reclamare il suo legittimo ruolo di soluzione al problema del peso nel settore Automotive.

 

Per saperne di più sulle soluzioni di Sandvik Coromant per il settore Automotive, visitate il suo sito web.

 



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