Fino a oggi, i componenti destinati per esempio alla costruzione di utensili e stampi sono stati sempre lucidati a mano, con grande sforzo. I ricercatori dell’istituto Fraunhofer hanno sviluppato una macchina utensile che può svolgere questo lavoro in modo automatico con le radiazioni laser. E altre idee sono in fase di studio.
Millimetro dopo millimetro, lo specialista leviga con mole e pasta lucidante la superficie di una forma metallica. Gli servono circa dieci minuti per centimetro quadrato: il suo è un compito che richiede tempo ed è pertanto costoso.
Questo faticoso lavoro manuale potrebbe però presto diventare un pallido ricordo. Insieme alla fabbrica di macchinari di Ravensburg Arnold GmbH & Co. KG e alla S&F Systemtechnik GmbH di Aquisgrana, i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer di Aquisgrana per la tecnica laser ILT hanno sviluppato una nuova macchina utensile che lucida anche superfici complesse con l’ausilio di raggi laser. „Mentre i processi convenzionali rimuovono le irregolarità, il laser fonde un sottile strato di circa 20 – 100 µm sulla superficie“, spiega l’ingegner Edgar Willenborg, responsabile del team presso ILT. „Questo strato si fluidifica e viene quindi levigato grazie alle proprietà fisiche della tensione di superficie sempre presente.“
A seconda del materiale con questa procedura i partner sono riusciti a raggiungere una qualità della superficie con una rugosità media pari a Ra 0,1 – 0,4 µm. „In caso di lucidatura manuale, si ottengono risultati addirittura migliori“, garantisce Willenborg. „Per molti settori, tuttavia, una qualità superficiale intermedia è sufficiente, per esempio nella produzione di stampi per l’industria vetraria e di utensili di formatura o forgiatura.“
Questo nuovo processo consentirà di risparmiare tempo e denaro in questi settori, in quanto la macchina lavora una superficie in modo anche dieci volte più rapido rispetto a un tecnico che svolge il lavoro manualmente ed è adatta alla produzione in serie nonché alla lucidatura di piccoli numeri di pezzi.
Il nuovo impianto di lucidatura laser si compone di una macchina a portale a cinque assi completata da uno scanner laser a tre assi. Grazie a questa configurazione, l’utensile è accessibile da tutti i lati. Un sistema a specchio devia il raggio laser così da consentire alte velocità di avanzamento: in questo modo anche su superfici piccole il laser può muoversi nella direzione di avanzamento con una velocità superiore a 1 m al secondo.
Una catena di dati CAM-NC integrata esiste già. Il punto di partenza è un modello CAD 3D del componente da lucidare. Sulla base di questo modello, si calcolano i dati della traiettoria del raggio laser. „Per questa fase, utilizziamo programmi CAM convenzionali, come quelli impiegati durante la fresatura“, spiega Willenborg. „Ciò è vantaggioso perché il programma normalmente è già presente in azienda e i collaboratori sono già formati sul suo utilizzo.“
I dati della traiettoria rilevati vengono quindi trasmessi a un apposito software di post-elaborazione, sviluppato presso ILT, che adatta il laser in funzione del raggio d’azione corrispondente o dei bordi dei componenti.
„Stiamo lavorando a un principio attivo completamente nuovo, che ci consentirà di rendere le macchine molto più leggere“, annuncia Willenborg. Contrariamente ai processi convenzionali, la lucidatura laser non è una questione di rigidità della macchina. La qualità dei componenti si ottiene solo grazie al fenomeno fisico derivante dal processo di rifusione. Attualmente l’impianto di lucidatura laser è quasi pronto per il lancio. op
Per ulteriori informazioni Su Fraunhofer IPT: www.ipt.fraunhofer.de Su Fraunhofer ILT: www.ilt.fraunhofer.de Sulla fabbrica di macchine Arnold: www.arnold-rv.de Su S&F Systemtechnik: http://sf-systemtechnik.net
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