Year: 2020

Macchine a controllo numerico e fresatura

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Le macchine a controllo numerico, attraverso una tecnologia elettronico/informatica vengono impiegate per la realizzazione di pezzi meccanici ad alta precisione. Si tratta di un sistema di lavorazione che agisce in totale autonomia e con standard di precisione e ripetibilità del processo elevati. 

Un esempio di macchine a controllo numerico sono i sistemi usati per la fresatura CNC, in cui l’operatore inserisce nel computer che controlla la macchina a controllo numerico le istruzioni. Questi codici permettono al meccanismo di definire la geometria del pezzo e il percorso del macchinario, lasciando la macchina a lavorare completamente da sola. L’operatore umano si limita a controllare la lavorazione e interviene solo nei rari casi di guasto. Il risultato dell’attività di una macchina a controllo numerico è un pezzo della precisione di un micron. 

Macchine a controllo numerico: la fresatura  

Una delle tipiche lavorazione delle macchine a controllo numerico è la fresatura, che viene effettuata in un moderno centro di lavoro CNC. Tuttavia, la moderna macchina a controllo numerico permette di eseguire più lavorazioni meccaniche sullo stesso pezzo. Infatti, si tratta di macchine con più assi di moto e che vengono integrate con utensili di ogni genere. Oltre alla fresatura, un sistema a controllo numerico permette la foratura, la barenatura, la tornitura e la maschiatura. 

Un centro di lavoro CNC basato su più assi permette anche di inclinare il mandrino e di combinare l’asse di rotazione di questo con l’asse della tavola. Il risultato sono pezzi meccanici di alta precisione e dalle geometrie complesse. Per questi loro vantaggi, le macchine a controllo numerico sono impiegate in ogni settore produttivo e permettono di ottenere lavorazioni meccaniche di precisione grazie all’utilizzo di macchinari di ultima generazione. 

Come scegliere le valvole oleodinamiche

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Al pari di altri settori della tecnologia, l’idraulica è, contemporaneamente, antica e moderna: l‘uso della ruota idraulica è tanto remoto da precedere la storia scritta, mentre l’utilizzo di fluidi in pressione per la trasmissione ed il controllo dei movimenti ha avuto il suo maggiore sviluppo dopo gli anni ’50. La tecnologia moderna ha scoperto nell’oleodinamica un formidabile aiuto nella soluzione di quasi tutti i problemi di automazione, di servocomando e regolazione. 

Le valvole oleodinamiche ne sono la dimostrazione; sono uno dei componenti più utilizzati non soltanto nel settore idraulico, ma anche in quello dell’impiantistica industriale e civile, dal momento che permettono di intercettare e regolare il flusso di un fluido dentro un sistema di tubature. Il più semplice esempio di valvola oleodinamica è il tuo rubinetto del lavandino di casa, la cui funzione è proprio quella di regolare la pressione di uscita dell’acqua quando viene azionato. Il controllo del fluido è una delle più importanti funzioni in un sistema oleodinamico. Se la scelta delle valvole non è corretta, l’intero sistema idraulico sarà compromesso. 

Tipologie di valvole oleodinamiche

Le valvole oleodinamiche vanno quindi scelte in virtù della loro funzione. Ecco, di seguito, un semplice riepilogo delle varie tipologie che ti aiuterà a scegliere quella più adeguata alle tue esigenze:

Le valvole di controllo della pressione hanno la funzione di limitare e proteggere il circuito da eccessi di pressione:

  • Valvole limitatrici o di massima pressione 
  • Valvole di sequenza 
  • Valvola di scarico 
  • Valvole di riduzione di pressione 
  • Valvole di bilanciamento 
  • Valvole interruttore di pressione/pressostati e trasduttori 

Le valvole di controllo della direzione (distributori) sono destinate a convogliare il flusso del fluido (spesso olio) al cilindro o al motore per realizzare il movimento nella direzione richiesta, per far partire o fermare l’attuatore, per accelerarlo o rallentarlo.

  • Spola, in cui un cursore mobile scorre in una sede cilindrica del corpo valvola 
  • Otturatore, in cui un cursore mobile scorre con un cono di tenuta 
  • Sfera, in cui la tenuta è garantita da una sfera. 

Le valvole di controllo della portata hanno la funzione di regolare e controllare la velocità dell’attuatore e del relativo carico:

  • Strozzamento bidirezionale o unidirezionale
  • Regolatori di flusso compensati 

In questa categoria si possono classificare anche quelle che interrompono o agevolano il passaggio del fluido 

  • Valvole unidirezionali o di non ritorno 
  • Valvole selettrice a T 
  • Valvole di decelerazione 

Tornio a controllo numerico: cos’è e come lavora

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Il tornio a controllo numerico è anche chiamato tornio CNC, acronimo di Computer Numerical Control e rappresenta una forma molto più evoluta, innovativa e ad alta capacità realizzativa rispetto al tornio tradizionale. 

Per chi non lo sapesse il tornio è usato in industria per la realizzazione di un solido in rotazione, che viene sottoposto a un lavoro di tornitura per l’asportazione del truciolo. Il tornio a controllo numerico rispetto al tornio manuale effettua la lavorazione sulla base di un automatismo computerizzato e permette di ottenere elevati standard di qualità per i prodotti realizzati. 

Tornio a controllo numerico: le lavorazioni 

Le lavorazioni ottenute ed eseguibili con il tornio che funziona con il controllo numerico sono molto diverse da quelle effettuate con il tornio manuale. In generale, la lavorazione al tornio CNC permette un tipo di tornitura standardizzato e semplificato. Il tornio a controllo numerico viene oggi utilizzato per creare perni, pistoni, piedi di tavoli, cilindri ed altri pezzi che richiedono un lavoro di rotazione del materiale. 

I tipi di tornio a controllo numerico 

Sulla base della tecnologia, delle caratteristiche costruttive e dello scopo per cui sono impiegati si utilizzano diversi tipi di tornio CNC. In particolare, il tornio può essere: 

  • parallelo, 
  • frontale, 
  • verticale; 
  • a torretta; 
  • multitasking; 
  • a doppio mandrino. 

Inoltre, il tornio può essere diverso a seconda che venga utilizzato per la lavorazione del legno o della ceramica. Tuttavia, per la sua flessibilità, versatilità e capacità di lavorare nel minimo dettaglio i pezzi oggi la maggior parte delle aziende utilizza torni CNC. 

Lavorazioni meccaniche di precisione: come cambia la produzione

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Oggi, più che mai, per adeguare il profilo di un’azienda che realizza lamieristica e meccanica di precisione all’esigenza di essere innovativa e 4.0, sono fondamentali degli impianti di tornitura e fresatura di ultima generazione. Il comparto legato alla meccanica di precisione in Italia è particolarmente vasto e coinvolge migliaia di realtà che operano in ogni settore, dalla metalmeccanica, all’alimentare all’ automotive.

Corre veloce, l’ingegneria di precisione.  Con ogni nuovo sviluppo, arrivano sempre di più miglioramenti e vantaggi per le aziende che lavorano nei settori legati all’ingegneria di precisione CNC. Naturale evoluzione è lo sviluppo, all’interno delle aziende come la nostra, di centri multioperazione, dotati di impianti di fresatura e tornitura con moduli funzionali per produzioni specifiche. Tutti i processi di lavorazione del particolare (tornitura, foratura, filettatura, fresatura e dentatura con il creatore, oltre all’eventuale rettifica) avvengono in un’unica ripresa.

La precisione e la complessità delle lavorazioni sono, infatti, le caratteristiche che contraddistinguono il prodotto finale di queste aziende. Gli operatori CNC sono responsabili delle lavorazioni meccaniche quali la tornitura cnc, la fresatura cnc e il controllo dimensionale, effettuato con particolari strumenti di misura come calibri e micrometri sottoposti a periodica taratura.

Il tornio e la fresatrice permettono una lavorazione precisa del metallo o delle materie plastiche. Solo un taglio ottimale dell’acciaio e delle lamiere, dalle proprietà e lavorabilità differenti tra loro, e una rifinitura e asportazione del materiale dalle superfici, possono essere considerati validi. Ogni pezzo finito viene sottoposto ai controlli del reparto qualità e, solo una volta superati specifici test, consegnato al cliente. L’utilizzo di specifici software permette di impostare tutti i parametri della lavorazione, accuratamente inseriti da tecnici qualificati. La meccanica di precisione è quindi un settore dove la tecnologia delle macchine e l’esperienza umana si fondono l’una con l’altra.

 

Centro di lavoro controllo numerico: le tipologie

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Cosa è un centro di lavoro controllo numerico e come funziona? Per chi è addetto alla meccanica di precisione la risposta è semplice: un centro di lavoro è una delle macchine utensili più conosciute e che sfrutta il meccanismo del controllo numerico. La sua caratteristica principale è quella di poter eseguire più operazioni meccaniche (fresatura, tornitura, foratura, alesatura, ecc.) con l’asportazione di materiale da un pezzo grezzo attraverso un apposito utensile. 

Sulla base del posizionamento dell’asse del mandrino è possibile individuare diverse tipologie di centri di lavoro: 

  • centri di lavoro controllo numerico verticali; 
  • centri di lavoro controllo numerico orizzontali. 

In entrambi i casi il mandrino, apposito dispositivo meccanico, viene installato su una macchina utensile. Oltre al mandrino i centri di lavoro a controllo numerico presentano un autocentrante che ha la capacità di serrare diverse tipologie di pezzi dalla forma quadrata, circolare o esagonale. Come il centro di lavoro esistono anche diverse tipologie di mandrino: 

  • mandrino con motore esterno e autocentrante a tre o quattro ganasce; 
  • mandrino non autocentrante con motore interno, anche chiamato elettromandrino e che nei centri di lavoro si usa per le fresatrici ad alta velocità. 

Area di lavoro a controllo numerico  

Nella distinzione delle varie tipologie di centro di lavoro a controllo numerico è importante anche l’area di lavoro. Sulla base delle sue dimensioni viene determinata la dimensione della zona di attività del mandrino e le dimensioni degli assi influiscono sulla dimensione massima dei pezzi da lavorare e sul tipo di lavorazioni che possono essere effettuate. 

Macchina controllo numerico cnc: cos’è e come funziona

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Il controllo numerico CNC, chiamato anche con il nome di controllo numerico computerizzato o anche semplicemente CNC, è il controllo che avviene in maniera automatizzata di strumenti di lavorazione come trapani, frese e torni, ma anche di stampanti 3D tramite un computer.  

Una macchina provvista di controllo numerico CNC elabora un pezzo di materiale, sia che si tratti di metallo, plastica, legno o ceramica o di un materiale composito, per soddisfare le specifiche seguendo un’istruzione programmata codificata. Bisogna specificare che ciò avviene senza un operatore manuale che controlli direttamente l’operazione di lavorazione.  

Istruzioni di una macchina controllo numerico CNC 

Quando parliamo di macchina CNC ci riferiamo a uno strumento motorizzato o comunque di una piattaforma motorizzata, entrambi controllati da un computer seguendo delle istruzioni che vengono fornite sotto forma di un programma sequenziale.  

Questo programma può essere scritto sia da una persona o, più comunemente, viene generato da un software CAD o CAM. Se prendiamo come esempio le stampanti 3D, la parte da stampare viene “tagliata”, prima che le istruzioni (o il programma) vengano generate.  

Vantaggi di una macchina controllo numerico CNC 

Una macchina a controllo numerico cnc possiede numerosi vantaggi rispetto a una macchina che lavora in maniera non computerizzata che deve essere controllata manualmente. I vantaggi delle macchine CNC rispetto ai metodi di lavorazione convenzionali sono numerosi; queste macchine utilizzano livelli di automazione più elevati e riducono i possibili errori aumentando la produttività e l’economicità su tutta la produttività.  

Ecco i principali vantaggi delle macchine CNC: 

  • Produttività;
  • Consistenza;
  • Efficacia dei costi;
  • Sicurezza;
  • Versatilità.

L’industria manifatturiera fa molto affidamento sulla lavorazione a controllo numerico computerizzato (CNC), comprese le operazioni che un tempo utilizzavano apparecchiature gestite da ingegneri. I numerosi vantaggi della macchina CNC significano che in alcuni casi l’attrezzatura richiesta dall’operatore è stata sostituita completamente. Produttori in molti settori scelgono i vantaggi della lavorazione CNC per le loro applicazioni di fabbricazione e produzione. Fornisce una capacità produttiva efficiente, conveniente e precisa, ideale per realizzare grandi quantità di articoli normalmente prodotti con fresatrice, rettificatrice, tornio centrale, fresatrice verticale o sagomatrice. 

Quando la meccanica viaggia su gomma

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Chi ha almeno 18 anni ed è munito di patente di guida, nell’interesse della sua auto, impara presto a tenere in debita considerazione operazioni quali controllo pressione, equilibratura, convergenza e inversione delle gomme. Eseguite regolarmente dopo un certo numeri di chilometri esse, infatti, come si sottolinea già nelle lezioni teoriche di scuola guida, consentono una più lunga vita agli pneumatici, un risparmio di carburante e una guida più sicura. 

La tecnologia costruttiva di serie di questi involucri tubolari elastici delle ruote di automobili e di altri tipi di veicoli comporta l’uso di speciali macchinari, per lo più automatizzati, che realizzano, nell’ordine,  la disposizione reciproca delle tele della carcassa, il loro ancoraggio ai cerchietti, la loro vulcanizzazione, la colata del rivestimento gommoso, la sua cottura contemporanea allo stampaggio dei fianchi e la scolpitura dei battistrada.

Ed è proprio la costruzione di questi macchinari che impegna numerosi fra i produttori di particolari meccanici. I numerosi e complessi particolari da realizzare in officina, quasi sempre diversi uno dall’altro, oltre ad operatori di provata esperienza, capaci di cambiare lavoro con una certa elasticità, richiedono necessariamente anche macchine utensili all’avanguardia. 

Con giustificato orgoglio, il cluster di industriali del Veneto sottolinea l’elevato livello tecnologico raggiunto dai sistemi per produrre componenti meccanici per il settore automotive, sicuramente non secondi a nessuno. 

La fonte dell’evoluzione tecnologica delle tornerie meccaniche

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Il settore biomedicale, secondo una definizione proposta nel 1978 dall’Office of Technology Assessment del Congresso degli stati Uniti, e ripresa dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), comprende tutte le imprese che producono apparecchiature, strumenti, farmaci e procedure utilizzate per la prevenzione, diagnosi, trattamento della malattia e riabilitazione. 

In nessun altro settore come quello biomedicale, l’accuratezza nella produzione dei prodotti è di importanza vitale: elementi e meccaniche di precisione applicate a strumenti chirurgici, protesi o macchinari diagnostici devono poter garantire la massima accuratezza ed i più alti standard qualitativi richiesti dagli addetti ai lavori.  

Il cluster biomedicale in Veneto

Le prime tornerie meccaniche che producono e si specializzano per il settore biomedicale iniziano ad emergere negli anni ’50, con il diffondersi della medicina scientifica per opera di medici e operatori sanitari che decidono di sfruttare le proprie ricerche scientifiche e generare una nuova impresa, anche se già a partire dal ‘700 troviamo eminenti scienziati con approfondite competenze sia fisico-matemetiche sia medico-biologiche, per non parlare poi dell’antichità, che ci ha consegnato reperti archeologici di “raffinati” utensili meccanici atti ad eseguire trapanazioni ed operazioni chirurgiche.  

La prima classe manageriale di questo nascente settore è composta quindi da operatori sanitari e da “medici imprenditori” che cercano di realizzare importanti innovazioni di prodotto. In questo contesto si inserisce il cluster biomedicale del Veneto che è emerso come un sistema che conta una significativa rilevanza economica e produttiva. Il famoso “modello Veneto”, e del Nordest in generale, è caratterizzato proprio da questa vasta diffusione nel territorio della piccola e media impresa che ha garantito nell’ultimo decennio uno sviluppo senza eguali, anche rispetto alle aree più industrializzate d’Europa. 

Quando la meccanica di precisione si mette a servizio del design

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Il concetto di “design” connesso all’assioma portante “forma-funzione” è costantemente oggetto di elaborazione estetica ed efficienza. Il risultato? Un’armonia di forme eleganti e funzionali. Non a caso i più noti brand nel settore dell’arredamento si misurano in innovazione ed evoluzione con la realizzazione di complementi d’arredo unici ed iconici: strutture portanti, basamenti, snodi e componenti che sono il risultato di studi di progettazione all’avanguardia capaci di fondere arti e scienze applicate, volti alla miglioria del prodotto sotto tutti gli aspetti estetici e tecnici, quali la forma, il colore, il materiale, l’ergonomia, l’usabilità, la funzionalità.  

È in questo scenario che l’officina meccanica di precisione offre il suo know how ai designer dediti alla ricerca ed allo sviluppo di nuovi prodotti. Le tradizionali lavorazioni meccaniche, quali, ad esempio, tornitura e fresatura, danno vita a componenti di arredo dalle linee essenziali, accurate, di altissima qualità, specie quando eseguite con l’impiego di macchine utensili di precisione o, meglio definite, a sistema CNC (Computer Numerical Control). 

Sono molte le aziende metalmeccaniche che su tutto il territorio nazionale offrono tali servizi; le tornerie meccaniche in Veneto, ad esempio, si distinguono l’una dall’altra per la peculiarità dei servizi offerti ai propri clienti che possono variare dalla specializzazione delle lavorazioni su specifici materiali ferrosi (dagli acciai inox alle leghe speciali, leggere e leggerissime), fino ad arrivare alla fabbricazione di minuterie in materiali plastici compositi (come il teflon), oppure perché qualificate per la tornitura di componenti per i quali si richiedono tolleranze dimensionali nell’ordine dei centesimi di millimetro.  

Il settore dell’arredamento è in continua evoluzione e richiede prodotti ed elementi sempre più complessi, con esigenze qualitative maggiori, tempi di produzione celeri e certi; e questa attenzione in crescendo verso l’alta qualità coinvolge costantemente anche i produttori di particolari meccanici. Estetica e precisione, eleganza e praticità, design e affidabilità, sono queste le caratteristiche inscindibili richieste dalla clientela ai nostri “fabbri 2.0”, attenti nella loro arte, come tradizione vuole, ma capaci di produrre componenti di design di ultima generazione. Non per nulla l’industrial design è il fiore all’occhiello del Made in Italy. 

Fresatura meccanica: i possibili utilizzi

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La fresatura è una particolare tipologia di lavorazioni meccaniche CNC che viene utilizzata in diverse situazioni, per operazioni quali la fresature di estremità, la fresatura a smusso, la spianatura di superfici. Può essere altresì usata come alternativa alla foratura, svasatura e filettatura. In questo modo, la fresatura meccanica consente di realizzare fori ciechi, passanti, filettature, cavità per una vasta tipologia di superfici.

Nello specifico, la fresatura meccanica serve per asportazione di truciolo metallico attraverso il moto rotatorio di un utensile a taglienti diversi. Di solito questa lavorazione meccanica CNC viene impiegata per la creazione di forme non simmetriche particolarmente complesse. Con la fresa meccanica possono effettuarsi fori, fessure, tasche, scanalature o profili tridimensionali. Ovviamente, questo dipende dal tipo di fresa utilizzata.

Esistono, infatti, diversi tipi di fresa a seconda delle lavorazioni da effettuare, con geometrie diverse:

  • Frese elicoidali
  • Frese a denti sfalsati
  • Frese ad angolo doppio
  • Frese piane
  • Frese a candela
  • Frese a smussare
  • Frese frontali

La fresa CNC viene utilizzata principalmente all’interno di processi di produzione di lotti di quantità limitata, prototipi o elementi progettati su misura. Questo strumento viene impiegato anche per fabbricare utensili impiegati in altri processi come ad esempio gli stampi tridimensionali. L’elevata precisione ottenibile con la fresatura meccanica fa sì che questa possa essere utilizzata anche con alcuni semilavorati ottenuti tramite un processo diverso, aggiungendo caratteristiche ad elevata precisione su un pezzo già lavorato.