Hai bisogno di velocità?

L'integrazione della fresatura ad alta velocità (HSM) nella tua officina è un modo efficiente ed economico per aumentare la produttività per le officine meccaniche di tutte le dimensioni.

Anche i produttori specializzati, come quelli che utilizzano l’HSM per realizzare elettrodi per elettroerosione o per la finitura di matrici e stampi, hanno scoperto che questo metodo di lavorazione riduce i costi di produzione, migliora la qualità e riduce i tempi di produzione.

Inizialmente, l'HSM veniva utilizzato principalmente nel settore delle matrici/stampi, ma è diventato molto più ampiamente utilizzato in altri settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico, di microlavorazione e sia dei componenti di precisione che della lavorazione generale.

Per integrare al meglio l’HSM può essere utile comprendere a fondo cos’è e come funziona.

HSM è un processo di taglio dei metalli che enfatizza velocità e avanzamenti elevati per aumentare la produttività e migliorare la qualità della superficie. L'HSM utilizza un numero di giri del mandrino più elevato, utilizza utensili più piccoli ed esegue tagli meno profondi rispetto alle operazioni di fresatura tradizionali. L'HSM è solitamente associato a qualsiasi velocità del mandrino superiore a 15.000 giri/min, ma è molto più di un semplice mandrino più veloce.

I cambiamenti nella progettazione delle guide e il miglioramento delle capacità di elaborazione del controller svolgono un ruolo chiave nella capacità di una macchina di eseguire HSM.

Mentre le macchine utensili tradizionali utilizzano tipicamente sistemi boxway per migliorare la rigidità, molte macchine utensili ad alta velocità utilizzano guide lineari.

I sistemi lineari riducono l'attrito e generalmente sono più precisi e allo stesso tempo possono ospitare carichi più leggeri.

I controllori con tecnologia look-ahead avanzata riducono anche i tempi di ciclo. La funzione look-ahead fa semplicemente ciò che implica, guardando in anticipo i dati e mantenendo la massima velocità di avanzamento possibile senza compromettere la precisione della parte. È come se un operatore regolasse costantemente un quadrante di esclusione dell'avanzamento migliaia di volte al secondo per aumentare l'avanzamento, quando possibile, e diminuirlo quando necessario per mantenere la precisione.

Secondo gli standard del passato, la maggior parte dei nuovi centri di lavoro sarebbero ora considerati macchine ad alta velocità.

I progressi tecnologici hanno spinto la velocità del mandrino a oltre 100.000 giri al minuto. Oltre ai mandrini ad alta velocità, le capacità lungimiranti dei moderni sistemi di controllo continuano ad aumentare il potenziale dei centri di lavoro ad alta velocità. Anche con mandrini a velocità più elevata, alcune macchine utilizzano ancora boxway o altri sistemi di guida più convenzionali che le rendono più adatte alla lavorazione pesante rispetto alla fresatura ad alta velocità.

Gli usi più comuni dell'HSM sono:

Il vantaggio principale dell'HSM è che consente velocità di lavorazione molto più elevate rispetto alla lavorazione convenzionale. Ciò porta a notevoli risparmi di tempo e costi, soprattutto per i cicli di produzione su larga scala. L'HSM è inoltre in grado di produrre finiture di qualità migliore rispetto alla lavorazione convenzionale, poiché utilizza un DOC più piccolo e passaggi più piccoli.

Sebbene l'HSM sia più comune nella fresatura di finitura, l'applicazione di queste tecniche ai cicli di sgrossatura riduce i tempi di ciclo e diminuisce lo stress e l'usura delle macchine utensili. L'HSM viene spesso utilizzato per lavorare materiali difficili da lavorare, come acciai temprati, titanio e leghe aerospaziali, e può anche essere utilizzato per produrre finiture di altissima qualità.

Le elevate velocità dell'HSM provocano un'usura più rapida degli utensili da taglio e il processo può essere più difficile da controllare rispetto alla lavorazione convenzionale. Inoltre, l’implementazione dell’HSM può essere più costosa perché richiede attrezzature e strumenti specializzati.

Il funzionamento degli utensili da taglio a un numero di giri elevato comporta un aumento del calore generato nel taglio. Tuttavia, la maggior parte dei materiali registra effettivamente una riduzione del calore a una determinata soglia di velocità superficiale, poiché il tempo trascorso dal tagliente nel materiale è notevolmente ridotto.

Ad esempio, i metalli non ferrosi generalmente vedono un aumento della temperatura di taglio fino a circa 1.000 SFM, dopodiché le temperature iniziano a diminuire. La ricerca mostra che anche le forze di taglio diminuiscono, e questo è uno dei motivi per cui c’è meno calore.

Le alte velocità, tuttavia, aumentano il rischio di vibrazioni, che possono provocare finiture scadenti e accelerare l'usura dell'utensile. Per contrastare questo fenomeno è possibile utilizzare un approccio scientifico come il tap test, in cui viene identificata la frequenza di risonanza dell'impianto, che individua possibili zone di chatter.