Velocità elevate e attenzione all’ambiente

Dalla rivista:
Progettare

Pubblicato il 17 ottobre 2001

Automazione, motori lineari, utensili e velocità di lavorazione elevate, sono le principali caratteristiche dei sistemi
operativi di ultima generazione

La macchina utensile e i sistemi di produzione sono oggi uno dei pochi prodotti italiani in cui l’alta tecnologia si trasforma in prodotto competitivo e apprezzato a livello mondiale.

In occasione della prossima Emo (l’esposizione mondiale della macchina utensile) di Hannover, Progettare vuole fare il punto della situazione sulla progettazione di macchine utensili.

Quali saranno le tendenze future in questo settore? Quali componenti vengono attualmente impiegati nella progettazione di un sistema operativo? Quali sistemi e criteri di progettazione vengono utilizzati e considerati nell’ufficio progettazione? Per rispondere a queste e a altre domande abbiamo chiesto l’intervento dell’Associazione di categoria, Ucimu-Sistemi per produrre.

Crescere per vivere
Il primo dato che dobbiamo sottolineare è una rottura con il passato da parte dei costruttori italiani di macchine utensili.

Tedeschi, svizzeri, giapponesi, americani si sono visti sottrarre per anni quote di mercato da imprese italiane molto più piccole in grado di personalizzare il bene strumentale.

Questo concetto è ancora valido, ma non basta più.

Le dimensioni aziendali italiane devono cambiare non tanto per adeguarsi alle dimensioni dei concorrenti, ma per andare incontro alle esigenze dei clienti.

Quindi, è necessario che le società italiane aumentino le loro dimensioni, magari con filiali geograficamente dislocate in vari Paesi del mondo per offrire un servizio di assistenza davvero globale.

Da questo quadro è ovvio pensare a un’introduzione massiccia di nuove tecnologie negli uffici progettazione, assistenza e tecnica.

Internet permette di progettare un sistema di produzione collaborando, in tempo reale, con progettisti ubicati in continenti diversi.

Il Web può offrire la vendita on-line di prodotti, servizi e ricevere ordini.

L’informatica affascina e conquista anche il mondo più tradizionale della meccanica e in particolare della macchina utensile.

Per immettere sul mercato, con efficacia ed efficienza, un prodotto innovativo, i produttori di macchine utensili stanno intervenendo sui processi di concezione e sviluppo, agendo sulle procedure organizzative, e sugli strumenti impiegati, per esempio l’utilizzo di sistemi CAD 2, 3D, Pdm (Product data management) e di simulazione sono molto radicati.

Un grande mondo si apre attorno al progetto di una nuova macchina.

Quali sono allora gli sviluppi tecnologici più recenti che meritano di essere presi in considerazione?
Affidabilità
e semplicità
Quando si progetta una moderna macchina utensile si deve tenere in considerazione innanzitutto la produttività finale del sistema.

Per raggiungere migliori prestazioni, grado di finitura del pezzo lavorato e affidabilità della macchina la strada sembra essere obbligata: equipaggiare le macchine utensili con nuovi componenti meccanici ed elettronici, strutture di base sempre più rigide, aumentare le velocità di avanzamento e di taglio, anche grazie a nuovi utensili in diamante policristallino e nitruro di boro cubico policristallino.

Non è finita.

I clienti richiedono sistemi facili da utilizzare.

Ed è proprio con l’introduzione di nuovi componenti che si determina l’affidabilità e la facilità di un sistema produttivo.

Questa concezione progettuale e produttiva determina anche una facilità di manutenzione.

Infatti, è sempre più difficile reperire personale specializzato.

Spesso un operatore deve gestire più sistemi, magari su turni diversi o addirittura non presidiati.

Quindi, è fondamentale dotare le macchine utensili di interfacce uomo/macchina semplici e funzionali.

Insomma, come sosteneva Leonardo Da Vinci: le cose semplici sono le più difficili da costruire.

Le prestazioni
Da un recente studio statistico è emerso che circa il 35% dei costi di produzione sono imputabili alla macchina utensile.

È evidente che se si abbassa il tempo ciclo di produzione si ammortizzano più velocemente i costi relativi al sistema.

Ecco allora che entra in scena l’alta velocità.

Un tema molto discusso in questi ultimi anni.

Università, aziende, convegni, associazioni di categoria hanno trattato questo argomento che coinvolge il progettista.

Per raggiungere prestazioni ottimali la tendenza è quella di utilizzare motori lineari sia su macchine utensili grandi sia su quelle più compatte.

Anche i tradizionali componenti hanno fatto passi da gigante.

Le nuove viti a ricircolo di sfere posso sostenere accelerazioni da Formula 1.

La struttura della macchina viene modificata con una maggiore rigidità e sistemi di evacuazione del truciolo diversi.

Infatti, si tende a refrigerare l’utensile con quantitativi minimi di lubrorefrigerante, e formare trucioli più piccoli per una più facile gestione.

Inoltre, il calore prodotto durante la lavorazione viene quasi completamente allontanato dal truciolo.

Quindi anche materiali sensibili alla temperatura possono essere lavorati senza rallentamenti.

Ma è sempre l’alta velocità di lavorazione che ha influito maggiormente, negli ultimi cinque anni, sullo sviluppo tecnologico di questo settore industriale.

Nuovi elettromandrini con velocità di rotazione che arrivano anche a 60.

000 giri/min; velocità di taglio da 1.

000 m/min; accelerazioni fino a 1,5 g; infine, la possibilità di seguire geometrie complesse grazie a CAD/CAM e Cnc evoluti (questi ultimi sempre più simili ai personal computer da scrivania) in grado di generare ed elaborare numerose quantità di dati al secondo.

Molti software CAM possono generare percorsi utensili in pochi secondi in totale affidabilità.