I vantaggi dell’asportazione di truciolo criogenica

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La lavorazione delle superleghe a base di Nichel, delle leghe di titanio e di buona parte delle leghe aeronautiche, resistenti alle alte temperature, è più gravosa di quella dell’acciaio, con tempi di lavorazione più lunghi e maggiori costi. La strategia vincente per ridurre i costi di processo nelle lavorazioni per asportazione di truciolo è rappresentata dalla sinergia tra utensili e refrigerazione.

Durante la lavorazione di materiali di difficile lavorabilità, la dissipazione del calore non avviene con i trucioli ma si “infiltra” nel tagliente, indebolendo il legame fra Cobalto e Carburo di Tungsteno del substrato, con evidenti danni all’utensile. Lo studio del 2013 sulla lavorazione criogenica con CO2 allo stato fluido e taglienti raffreddati a –78,5°C, condotto da WalterAG, ha messo a confronto lubrificazione minimale (MMS), emulsione, CO2 e soluzioni combinate, evidenziando come la refrigerazione a CO2 garantisca notevoli risparmi già nella lavorazione dell’acciaio inossidabile.

Nel complesso, le lavorazioni per asportazione di truciolo criogeniche presentano grandi potenzialità e indubbi vantaggi. Su tutti:  

  • aumento della vita dell’utensile, che si usura meno
  • maggiore produttività, grazie all’incremento dei parametri di taglio
  • migliore qualità dei componenti, grazie alla maggiore qualità di finitura superficiale e al minore influsso delle zone marginali
  • eliminazione di trattamento, manutenzione e smaltimento dei lubrorefrigeranti e della pulizia dei componenti, grazie ai trucioli riciclabili al 100%.

 

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Lavorazioni per asportazione di truciolo refrigerata: il procedimento

La CO2 allo stato fluido viene condotta attraverso l’utensile a temperatura ambiente, con pressione a 60 bar, fuoriuscendo nelle immediate vicinanze del tagliente dove, espandendosi, si trasforma in ghiaccio secco e produce l’effetto refrigerante desiderato. Fondamentale mantenere costante il più a lungo possibile la pressione della CO2, lato macchina e lato utensile, dato che un eventuale calo di pressione provocherebbe un immediato e indesiderato congelamento, bloccando l’adduzione di CO2.

Parlando di costi, anche la portata di CO2 deve essere opportunamente calibrata, non tanto per un fattore tecnologico, quanto perché si tratta di un refrigerante relativamente dispendioso rispetto all’emulsione.

Nuove soluzioni per la lubrificazione minimale

L’intensa collaborazione tra produttori di lubrificanti sta portando allo sviluppo di nuovi oli per la lubrificazione minimale. Gli attuali sono concepiti per le temperature elevate, dunque con condizioni ben diverse da quelle imposte dalle lavorazioni criogeniche: sono quindi indispensabili opportune modifiche per la refrigerazione a CO2.

I risultati conseguiti dai vari studi sono molto incoraggianti e hanno portato all’introduzione sul mercato di soluzioni dedicate per asportazione truciolo, sebbene rientrino nella categoria “speciali” e non siano ancora proposte come standard. In particolare, la…

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