Possibilità completamente nuove nella rettifica con mole CBN e diamantate con agglomerante metallico

d.s.a.d. Michael Klotz (Direttore di progetto Sviluppo STUDER), Alfred Mair (Direttore Tecnologie di rettifica Fischer AG), Emine Elezi (Direttrice Marketing Fischer AG), Phi-lippe Schmider (Vendite STUDER).
Reparto di produzione di Fischer AG con la STUDER S41.
STUDER S41 con mandrino portamola/motomandrino. Il mandrino è un prodotto di Fis-cher AG.
STUDER S41 con dispositivo di ravvivatura WireDress®.

Grazie a WireDress® di STUDER. Questa innovativa tecnologia di ravvivatura a elettroerosione integrata permette non solo di ridurre considerevolmente i tempi morti, ma anche di ravvivare con la massima precisione e a piena velocità di lavoro a bordo della rettificatrice. La ditta FISCHER AG di Herzogenbuchsee, produttore di mandrini di alta precisione, da alcuni mesi utilizza questa tecnologia nei propri processi di rettifica e non nasconde l’entusiasmo.

Alfred Mair, Direttore Tecnologie di rettifica della FISCHER di Herzogenbuchsee, si trovava di fronte a una sfida. L’obiettivo di FISCHER AG era non solo aumentare la produttività, ma anche riuscire a rettificare materiali particolari, come il titanio e materiali duri e difficilmente truciolabili. Vi erano inoltre requisiti di qualità sempre maggiori da parte dei clienti. Con una rettificatrice tradizionale non era possibile risolvere il problema. Come procedere? La soluzione era più vicina di quanto si pensasse: a soli 60 km, presso la STUDER di Steffisburg. Qui si produce la rettificatrice cilindrica universale CNC S41. Sovradimensionata per pezzi di grandi dimensioni, dispone di una distanza tra le punte di 1000/1600 mm e di altezze delle punte di 225/275 mm. Con azionamenti lineari diretti, è in grado di lavorare con estrema precisione pezzi fino a un peso massimo di 250 kg. Naturalmente, la S41 lavora con altrettanta efficienza pezzi di piccole e medie dimensioni. Ma per FISCHER il cuore della produzione è il sistema di ravvivatura WireDress® completamente integrato. “Ci ripromettevamo così di utilizzare mole con agglomerante metallico per ottenere una qualità eccellente, misurabile e riproducibile, aumentare la produttività, offrire possibilità d’impiego universale, garantire un’alta sicurezza dei processi e ridurre i costi degli utensili”, spiega Mair descrivendo le sue aspettative.

Oltre le aspettative

STUDER ha configurato la S41 con WireDress® tenendo conto anche di altre esigenze di FISCHER AG. La macchina è stata quindi dotata di uno speciale motomandrino ad alta velocità per la rettifica esterna, un innovativo prodotto di FISCHER AG con sviluppo assiale particolarmente ridotto. Inoltre, grazie all’estremità posteriore del mandrino smussata esternamente, per la prima volta è possibile eseguire la rettifica con un angolo di orientamento negativo. In particolare, nella lavorazione di spallamenti con mandrino inclinato. La S41 dispone inoltre di un magazzino completamente automatico dei pezzi e di un sistema di movimentazione indipendente che garantisce la lavorazione in serie completamente automatica dei delicati componenti di precisione. Le conclusioni di Meir dopo il primo periodo d’uso della macchina: “Sono senza parole. Rettificare da tre a cinque volte più velocemente rispetto alla tecnologia convenzionale, con assoluta riproducibilità e tolleranze inferiori a 1µm! Non ho mai visto niente del genere! Sono impressionato.”

Il segreto

Come funziona questa tecnologia di ravvivatura? Michael Klotz, Direttore di progetto Sviluppo, Fritz Studer AG, spiega: “È noto che le mole con agglomerante metallico hanno una durata e una stabilità di forma molto maggiori nella lavorazione di pezzi difficilmente truciolabili ed offrono in ultima analisi una maggiore produttività. Un aspetto problematico è rappresentato dal fatto che, con i procedimenti convenzionali, gli agglomeranti metallici sono ravvivabili solo molto limitatamente sulla macchina. Si produce inoltre un’elevata usura del ravvivatore, associata a bassa efficienza di taglio. Non sono quindi adatti se si richiede una qualità di lavorazione elevata e costante e una ravvivatura semplice. Questa è la ragione per cui l’agglomerante “migliore”, quello metallico, viene utilizzato solo di rado”. Per questo STUDER ha sviluppato, insieme ai propri partner tecnologici, la tecnologia di ravvivatura WireDress® integrata nella macchina. La ravvivatura si svolge in questo caso a piena velocità di rettifica della mola. A differenza di quanto accade con la ravvivatura EDM tradizionale, meccanica o esterna, la ravvivatura con WireDress® si svolge mediante erosione a filo modificata nella rettificatrice, utilizzando l’olio di rettifica come dielettrico. Il processo di ravvivatura avviene senza contatto meccanico e senza usura. Il processo non consiste nella ravvivatura dei grani abrasivi, ma nell’asportazione dell’agglomerante metallico. Secondo la geometria del grano abrasivo, questo semplicemente fuoriesce o mantiene inalterata l’abrasività. La mola presenta quindi un’accentuata sporgenza dei grani per la massima capacità di taglio, con basse forze di rettifica e ridotta tendenza al danno termico. Con WireDress® è ora possibile sfruttare tutti i vantaggi dell’agglomerante metallico. Ottimizzando la stabilità di forma dell’agglomerante è possibile ravvivare praticamente tutti i profili con precisione e tolleranze nell’ordine di µm. Si possono inoltre mantenere lunghi intervalli di ravvivatura. Un ulteriore vantaggio: ora è possibile lavorare con precisione anche le geometrie più piccole e complesse che, fino ad oggi, non potevano essere lavorate o comportavano alti costi di produzione. È possibile realizzare aumenti di produttività di almeno il 30% rispetto alla rettifica con utensili ad agglomerante ceramico, e ancor più rispetto agli agglomeranti resinoidi. Con una mola con agglomerante metallico sinterizzato si può spingersi oltre il limite ravvivando la mola ripetutamente sulla macchina; con mole in lega galvanica questo è possibile solo una volta. “Estendere questi limiti senza timore – anche in questo modo si ottiene una maggiore economicità”, aggiunge Michael Klotz.

Più fattori di successo

“Se si punta sulla tecnologia giusta, anche la sicurezza dei processi è certa. Per ottenere questi risultati di rettifica, in passato si doveva procedere per tentativi, con grande dispendio di tempo. Oggi la stabilità del processo è garantita. Un ulteriore vantaggio è quello di potere calcolare i costi in modo più chiaro”, spiega Mair. Egli sa anche che la tecnologia necessaria non si esaurisce nella macchina. Quali altri fattori contribuiscono a ottenere una riproducibilità con scarto assoluto inferiore a 1 µm? “Un ambiente completamente climatizzato che garantisce anche la stabilità termica dei nostri mandrini, il tooling adatto, una tecnologia di misurazione avanzata, un raffreddamento ottimizzato e naturalmente personale molto qualificato e motivato”, spiega Mair.

Conclusione

L’investimento di FISCHER AG nella S41 con tecnologia WireDress® si è ripagato. Con alcuni materiali, l’aumento di produttività è stato addirittura del 70%. Mair: Ne sono convinto: Se la conoscenza di questa tecnologia si diffonderà nel settore, STUDER sarà sommerso dagli ordini”. Un ulteriore vantaggio dovrebbe interessare soprattutto a ingegneri e progettisti: è possibile ravvivare non solo mole lineari ma anche profili molto fini, cosa fino ad oggi impossibile per le mole con agglomerante metallico. Questo apre possibilità di progettazione e orizzonti completamente nuovi per gli ingegneri.

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