La tornitura di pezzi duri offre ai produttori la possibilità di sostituire costosi processi di rettifica, ridurre i tempi di ciclo e migliorare la produttività della lavorazione. Tuttavia, come per molte tecniche di lavorazione avanzate, il successo dipende dal superamento di una serie di sfide specifiche. Ralph Löwenau, Product Solution Specialist Turning presso Sandvik Coromant, azienda esperta in soluzioni per il taglio dei metalli e la produzione, esplora gli ostacoli che i produttori devono affrontare nella tornitura di pezzi duri e come questi possano essere trasformati in opportunità per una maggiore efficienza e redditività.
La tornitura di pezzi duri si riferisce generalmente alla lavorazione di pezzi con una durezza superiore a 45 sulla scala di durezza Rockwell (HRC). Per contestualizzare, l'acciaio dolce ha una durezza compresa tra 10 e 20 HRC, mentre i pezzi in acciaio temprato utilizzati nell'industria automobilistica e aerospaziale possono avere una durezza compresa tra 45 e 70 HRC.
La tornitura di pezzi duri è resa possibile grazie a materiali super duri per utensili da taglio come il nitruro di boro cubico (CBN) e le ceramiche avanzate. Questi materiali sono secondi solo al diamante in termini di durezza, il che significa che possono resistere alle forze e alle temperature estreme generate durante il taglio di materiali come l'acciaio temprato.
A differenza degli inserti in carburo convenzionali, che in queste condizioni si consumerebbero quasi istantaneamente, i gradi CBN mantengono la resistenza del tagliente e resistono sia all'usura abrasiva che agli shock termici. Inoltre, gli inserti sono progettati con preparazioni e rivestimenti speciali dei taglienti che aiutano a gestire il calore, ridurre le scheggiature e garantire una durata costante dell'utensile. Tuttavia, anche con i migliori utensili a disposizione, la tornitura di pezzi duri presenta ancora delle difficoltà.
Esplorare le sfide comuni
L'estrema durezza dei pezzi può accelerare l'usura degli inserti e, se gli utensili non vengono selezionati con cura o se i parametri di processo non vengono ottimizzati, possono verificarsi scheggiature e rotture dei bordi. Il raggiungimento della finitura superficiale e delle tolleranze dimensionali richieste pone ulteriori esigenze in termini di configurazione della macchina, stabilità del portautensili e dati di taglio.
La tornitura di pezzi duri può essere un ottimo sostituto della rettifica, in quanto è in grado di fornire una qualità comparabile riducendo i tempi di ciclo. Tuttavia, molti operatori considerano la rettifica come il punto di riferimento per la finitura superficiale ed è importante ottenere una qualità comparabile quando si sceglie un metodo alternativo.
L'elevata durezza comporta un aumento delle forze di taglio e un notevole calore nella zona di taglio. Ciò può spingere la temperatura degli inserti oltre i 1000 °C, con il rischio di criccature termiche, usura accelerata del cratere o persino deformazione del pezzo. Senza il giusto materiale per gli inserti e condizioni di taglio ottimizzate, questo calore aggiuntivo può degradare le prestazioni dell'utensile e compromettere la stabilità dimensionale.
Cogliere le opportunità
Per superare queste sfide e avere successo nella tornitura di pezzi duri, i produttori dovrebbero considerare la scelta degli utensili e la pianificazione dei processi come investimenti strategici. I gradi CBN sono la scelta migliore per la tornitura di pezzi duri, con molti gradi moderni che presentano preparazioni dei bordi ottimizzate che offrono sia resistenza all'usura che sicurezza dei bordi, consentendo una maggiore stabilità e una maggiore produttività.
Esistono due preparazioni tipiche per gli inserti CBN: tipo S e tipo T. Gli inserti di tipo S hanno la migliore resistenza della linea del tagliente e sono resistenti alle micro-scheggiature per una qualità della superficie più uniforme. I tipi T sono ideali per finiture superficiali con tagli continui e riducono al minimo la formazione di bave nei tagli interrotti.
Per migliorare ulteriormente la qualità del pezzo, è altrettanto fondamentale l'ottimizzazione del processo. I produttori dovrebbero pensare alla loro strategia di tornitura dura fin dall'inizio, anche prima che i materiali siano effettivamente temprati. Quando sono in fase morbida, prima di essere sottoposti a trattamento termico, l'aggiunta di piccoli bordi angolati per rimuovere gli spigoli vivi (nota come smussatura) e la lavorazione di transizioni arrotondate invece di spigoli vivi (nota anche come produzione di raggi) può aiutare a prevenire imperfezioni che potrebbero essere trasferite al processo di tempra, dove sarebbero poi più difficili da eliminare.
Quando si esegue la tornitura di parti dure, si raccomanda di non far uscire bruscamente l'utensile quando entra o esce dai tagli. Al contrario, entrare e uscire dal taglio in modo fluido aiuta a prevenire concentrazioni di stress e danni ai bordi che possono compromettere sia la durata dell'utensile che la qualità dei componenti.
La tornitura di parti dure è una strategia di lavorazione preziosa quando i produttori cercano di migliorare l'efficienza produttiva e semplificare i loro processi. Tuttavia, non è priva di complessità. La scelta degli inserti giusti, la stabilità della macchina e un'attenta pianificazione del processo sono tutti fattori fondamentali per il successo della tornitura. Seguire la guida di esperti e sfruttare al meglio le soluzioni di utensili avanzate può aiutare i produttori a ottenere una qualità pari a quella della rettifica con tempi di ciclo più brevi e costi inferiori.
Il monitoraggio digitale migliora l'affidabilità dei motori in un impianto di produzione del c
WEG e Nuova Ites implementano la soluzione WEGSCAN per migliorare l'efficienza Nuova Ites Srl, azienda leader in Europa specializzata nella riparazione e revisione di macchine elettriche rotanti, ha recentemente stretto una partnership con il produttore di apparecchiature industriali WEG per migliorare il monitoraggio operativo di uno dei motori industriali chiave di un impianto di cementificazione. Nell'ambito del proprio impegno costante a favore dell'affidabilità e delle prestazioni, Nuova Ites ha installato il sistema di monitoraggio dei motori elettrici WEGSCAN, una soluzione all'avanguardia sviluppata da WEG per monitorare le prestazioni dei motori e individuare potenziali problemi prima che questi possano influire sulle operazioni. Nuova Ites, specialista nella riparazione e revisione di macchine elettriche rotanti in tutta Europa, con oltre 800 generatori eolici sottoposti a manutenzione completa in collaborazione con operatori di primo piano quali Vestas, Enel ed ERG Renew, ha individuato la necessità di un monitoraggio continuo dei motori in un'applicazione ad alto carico. In questo caso, un motore WEG della serie speciale da 132 kW a 2 poli era accoppiato a un compressore Atlas Copco, costituendo una componente critica del processo di produzione del cliente. Le prestazioni e l’affidabilità in questa configurazione di apparecchiature miste erano fondamentali, ma la visibilità sulle condizioni del motore era limitata. Per risolvere questo problema, WEG ha fornito e installato una soluzione di monitoraggio completa composta dal Gateway Cassia X2000 e dall'unità WEGSCAN 100. A seguito di una visita tecnica di WEG all'officina di Nuova Ites alla fine del 2025, l'apparecchiatura è stata ordinata e consegnata all'inizio di gennaio 2026. Il sistema è stato configurato in loco per soddisfare i requisiti specifici dell'applicazione e integrato nei processi di monitoraggio sia di Nuova Ites che del cementificio. Il sistema WEGSCAN è progettato per supportare il monitoraggio in tempo reale di molteplici parametri operativi, tra cui le firme di vibrazione, le tendenze di temperatura e altri indicatori dello stato meccanico ed elettrico. La sua capacità di doppio accesso consente agli ingegneri di controllare i dati da un'interfaccia PC standard o tramite smartphone, facilitando il monitoraggio remoto delle condizioni e la visibilità immediata delle prestazioni. A supporto dell’infrastruttura di monitoraggio c’è il Gateway Cassia X2000, che funge da hub di comunicazione per il sistema. Il gateway consente una connettività wireless affidabile tra il dispositivo WEGSCAN e la rete più ampia, garantendo che i dati operativi provenienti dal motore possano essere trasmessi e consultati in tempo reale. Progettato per condizioni impegnative, il gateway opera in un ampio intervallo di temperatura compreso tra −40 e 65 °C, garantendo una comunicazione stabile tra sensori e sistemi di monitoraggio in ambienti operativi difficili. Acquisendo dati operativi continui, Nuova Ites è ora in grado di identificare i primi segni di comportamenti anomali e pianificare la manutenzione in modo proattivo, contribuendo a ridurre i tempi di fermo non programmati, ottimizzare gli interventi di assistenza e migliorare l’efficienza energetica complessiva. Questo livello di comprensione è particolarmente prezioso in ambienti in cui i costi dei fermi macchina e delle riparazioni reattive sono elevati. "Per Nuova Ites, il sistema di monitoraggio è diventato uno strumento essenziale nel proprio portafoglio di servizi, contribuendo a integrare la manutenzione basata sulle condizioni nel flusso di lavoro standard e offrendo ai clienti una maggiore affidabilità e un supporto per l’intero ciclo di vita", ha affermato Fabrizio Arosio, responsabile dei sistemi di azionamento e automazione presso WEG Italia. “Grazie alla possibilità di monitorare più da vicino i motori critici, l’azienda è meglio attrezzata per anticipare i problemi, ottimizzare la pianificazione della manutenzione e fornire approfondimenti basati sui dati che aggiungono un valore misurabile alle prestazioni degli asset e alla continuità operativa.” Le tecnologie di monitoraggio digitale come WEGSCAN contribuiscono inoltre a rendere più sostenibili le operazioni industriali. Fornendo informazioni continue sulle prestazioni dei motori in condizioni operative reali, gli operatori possono mantenere le apparecchiature più vicine al loro punto di efficienza ottimale. In settori ad alto consumo energetico come la produzione di cemento, il miglioramento dell’efficienza e della durata delle apparecchiature rotanti critiche gioca un ruolo importante nella riduzione del consumo complessivo di risorse e nel sostegno a operazioni di impianto più sostenibili.
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