Le platine degli orologi sono l’importante base su cui poggiano tutte le parti del meccanismo. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
I centri di lavoro ad alta precisione di Kern Microtechnik dominano la fresatura presso IWC, International Watch Co. AG, produttore svizzero di orologi di lusso. È una collaborazione che si traduce in un costante aumento della produttività.
di Lucia Quaglietta
Le innovazioni sono alla base del successo di IWC, International Watch Co., industria orologiera di alta gamma a Sciaffusa, in Svizzera. Orologi di alta qualità prodotti con macchine e soluzioni affidabili e performanti. Non sorprende quindi che i centri di lavoro ad alta precisione di Kern Microtechnik GmbH dominino le lavorazioni di fresatura. IWC, infatti, ha recentemente investito in cinque centri di lavoro di alta gamma Kern Micro HD.
Quando si entra nel sito produttivo di IWC è subito evidente che la manifattura e la produzione automatizzata si completano. Questa fabbrica svizzera di orologi di lusso esclusivi, con un prezzo compreso tra 5.000 e 750.000 euro, è riuscita a realizzare questa combinazione come poche altre aziende. Mentre l’assemblaggio viene eseguito da maestri orologiai attraverso il lavoro manuale secondo l’antica tradizione, i centri di lavoro di precisione automatizzati vengono utilizzati principalmente nel processo di fabbricazione.
IWC conta circa 1.500 dipendenti e dal 2000 fa parte del Gruppo Richemont, realtà svizzera di beni di lusso. Pioniera nella lavorazione del titanio e della ceramica, l’azienda è specializzata in materiali avanzati, come la ceramica colorata, il Ceratanium® e l’alluminuro di titanio. IWC svolge un ruolo di primo piano nella produzione sostenibile di orologi di lusso, approvvigionandosi di materiali in modo responsabile e agendo in modo consapevole dal punto di vista ambientale.
Anche la parte posteriore di un orologio IWC dà un’idea dell’alta qualità della lavorazione. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
TRADIZIONE E INNOVAZIONE
IWC opera secondo questo principio fin dalla sua fondazione nel 1868. All’epoca, l’orologiaio Florentine Ariosto Jones di Boston scelse deliberatamente Sciaffusa, in Svizzera, come sede. Heiko Zimmermann, responsabile dell’industrializzazione del reparto di fresatura di IWC, spiega: “Sciaffusa ha sempre avuto molta energia idrica. Questa è stata una ragione sufficiente per il nostro fondatore per stabilire qui la sua azienda. Già allora aveva capito che l’energia idrica avrebbe potuto essere utilizzata per far funzionare le macchine, con un conseguente vantaggio in termini di produttività. Una visione innovativa che ancora oggi caratterizza il modo di pensare della nostra azienda”.
Heiko Zimmermann (a sinistra), responsabile dell’industrializzazione di IWC, e Stephan Zeller, responsabile vendite di Kern, sono soddisfatti della collaborazione positiva e proficua per entrambe le aziende. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
FINO A 220 ELEMENTI DA LAVORARE
Mentre nella fascia di prezzo più alta IWC produce solo pochi esemplari all’anno, nella fascia “economica” produce decine di migliaia di orologi all’anno. I materiali utilizzati e il numero di funzioni da integrare - come il tourbillon, il calendario perpetuo o l’indicazione delle fasi lunari - variano di conseguenza.
Le varianti delle platine degli orologi di IWC sono solo dieci, dal diametro tra 30 e 40 mm, e costituiscono la base di tutte le varianti. Ogni parte del movimento (il cosiddetto ‘calibro’) è collocata su queste platine: dal ponte ai perni, dagli assi agli ingranaggi, fino ai gioielli realizzati con rubini industriali. A seconda della complessità, nel corpo della platina devono essere incorporati dagli 80 ai 220 elementi, principalmente sotto forma di fori, fresature e filettature.
Uno sguardo al processo di lavorazione mostra che il numero di macchine Kern ad alta precisione prevale nel processo di fresatura. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
LAVORAZIONI COMPLESSE
Tali compiti possono essere portati a termine solo con un’accuratezza, una sicurezza di processo e un’efficienza costanti, utilizzando centri di lavoro di precisione automatizzati. Per ogni pezzo grezzo vengono impiegati circa 40 - 70 utensili diversi. Per ridurre al minimo il numero dei cambi di utensile e aumentare al contempo la produttività, IWC utilizza da diversi anni un dispositivo di serraggio quadruplo. Ciò nonostante, sono necessari circa 750 cambi di utensile al giorno e per macchina.
Per queste lavorazioni bisogna raggiungere un’aderenza affidabile e precisa rispetto alla posizione e all’altezza. Tradotto in numeri: la tolleranza di posizione richiesta è compensare la crescita lineare del mandrino di fresatura, sottolinea Zimmermann, aggiungendo: “Le diverse velocità e la distorsione dei componenti hanno un’influenza notevole. Siamo quindi lieti di avere Kern Microtechnik come partner in grado di risolvere tutte queste sfide”.
AFFIDABILITÀ NELLA RISOLUZIONE DEI PROBLEMI
IWC si affida alla competenza e alla tecnologia di Kern Microtechnik da 25 anni. Nel 1999, l’azienda svizzera ha acquistato il primo centro di lavoro di precisione a Eschenlohe, un Kern HSPC a tre assi. Secondo il direttore di produzione Christian Indlekofer, già all’epoca l’elevata precisione della macchina era un fattore decisivo.
“Nel 2015 abbiamo ampliato la nostra produzione con la Kern Micro Vario a cinque assi e da allora siamo sempre stati in stretto contatto”, afferma Indlekofer. “In particolare, lo scambio regolare tra il nostro responsabile dell’industrializzazione, Heiko Zimmermann, e il responsabile vendite dell’area, Kern Stephan Zeller, è servito a realizzare i nostri investimenti più recenti: cinque Kern Micro HD negli ultimi cinque anni”.
Prima di procedere all’acquisto, i dirigenti di IWC hanno effettuato test approfonditi con questo centro di lavoro di alta gamma e lo hanno confrontato con diverse altre macchine, tra cui la Kern Micro Vario. Secondo Heiko Zimmermann, il risultato è stato chiaro: “I costi aggiuntivi per l’HD vengono ammortizzati in meno di dodici mesi grazie alle prestazioni più elevate e alla qualità notevolmente superiore”.
Prima della fine del turno, l’operaio specializzato di IWC, Fabian Vogt, imposta la Kern Micro HD e la prepara con un numero sufficiente di pezzi grezzi. Il centro di lavoro di precisione produce pezzi grezzi per orologi in modo affidabile e non sorvegliato, anche durante l’intero fine settimana. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
OGNI MACCHINA HA LA PROPRIA “IMPRONTA DIGITALE”
Indipendentemente dal fatto che si debbano eseguire 80 o 220 lavorazioni, la Kern Micro HD a cinque assi completa tutte le fasi in un’unica operazione di serraggio e raggiunge uno scarto di posizione medio inferiore a 0,5 µm. Le deviazioni massime consentite, da 2 a 10 µm, sono quindi garantite. Ciò è dovuto, da un lato, alle guide idrostatiche, ai motori lineari a controllo attivo della temperatura e all’innovativa gestione della temperatura. Dall’altro, la macchina compensa in modo affidabile qualsiasi variazione grazie alla sua “impronta digitale” individuale.
Stephan Zeller, esperto presso Kern, spiega il motivo di questa scelta: “Durante la fase di messa in servizio a Eschenlohe, ogni macchina ‘impara’ la sua ‘impronta digitale termica’ individuale in relazione al suo comportamento specifico in tutte le gamme di velocità e in un’ampia varietà di condizioni. Le caratteristiche risultanti vengono memorizzate in questa impronta digitale. Nell’uso pratico presso il cliente, la macchina registra in modo permanente le condizioni di produzione, le confronta con il database delle impronte digitali e regola parametri cruciali, come la crescita in lunghezza del mandrino nella gamma dei nano”.
L’esperto dell’asportazione di truciolo di IWC, Heiko Zimmermann, lo conferma e sottolinea un altro vantaggio della Kern Micro HD: “Con la funzione software Adapted Machining possiamo impostare le priorità di lavorazione a favore della velocità, della precisione o della qualità della superficie. Ciò significa che, potendo consentire lievi deviazioni del contorno durante i processi di sgrossatura grazie alla tolleranza, diamo priorità alla velocità di lavorazione. In questo modo risparmiamo circa due minuti per componente. In relazione al tempo medio di esecuzione dei componenti, si tratta di un risparmio notevole”. Durante il successivo processo di finitura, la Micro HD si muove un po’ più lentamente, privilegiando la precisione. “Questa funzione aumenta ancora una volta il livello di produttività delle macchine”, sottolinea Zimmermann.
Durante la lavorazione, è richiesta una precisione di posizionamento inferiore a 3 µm - 4 µm sugli assi X e Y. Kern Micro HD raggiunge in modo affidabile uno scarto di posizionamento medio inferiore a 0,5 µm. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
UNA FUNZIONE PROFICUA
Heiko Zimmermann e il suo direttore di produzione, Christian Indlekofer, sono molto colpiti dall’impegno di tutti i dipendenti Kern e dal continuo sviluppo di proposte del costruttore di macchine, fin dall’inizio della loro collaborazione. Sono ancora più colpiti dal fatto che anche le richieste e i suggerimenti personali vengono effettivamente trasformati in soluzioni. “Abbiamo colloqui regolari durante i quali scopriamo sempre nuovi approcci interessanti”, afferma Zimmermann. L’esempio più recente che cita è la nuova funzione ‘Angling’ della Kern Micro HD, disponibile da circa un anno. “Questa opzione ci consente di utilizzare un utensile diamantato - che non ruota ma segue il contorno - per smussare i bordi, levigandoli. Ciò consente di ottenere superfici con un livello di lucentezza equivalente a quello di una lucidatura”.
Oltre alla funzione software creata da Kern, l’idrostatica e gli azionamenti lineari della Kern Micro HD sono fondamentali per il successo di questo progetto, conferendo alla macchina la necessaria stabilità e impedendo gli effetti di stick-slip, che porterebbero a danni visibili alla superficie. Il processo di levigatura è importante, anche perché gli specialisti della lucidatura sono sempre meno. “Inoltre, risparmiamo tempo prezioso per i dipendenti e aumentiamo ulteriormente la produttività”, dice Indlekofer.
Realizzate con un massimo di 220 particolari, le platine di IWC escono sempre perfettamente dal Kern Micro HD. Prima dell’assemblaggio, i ponti vengono tagliati e i bordi rifiniti. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH
CENTRI DI LAVORO SEMPRE ALL’OPERA
Per garantire che la produzione high-tech a Sciaffusa funzioni 24 ore su 24, anche se i dipendenti lavorano su un solo turno, IWC ha dotato tutte le macchine di un’automazione robotizzata e di un grande sistema di stoccaggio dei pezzi. Gli operatori impostano le macchine prima della fine del turno e devono solo rimuovere i pezzi finiti all’inizio del nuovo turno. Grazie all’elevata affidabilità delle macchine Kern, questo funziona non solo su due turni fantasma, ma anche durante l’intero fine settimana. ©TECNeLaB
Un team di produzione forte, convinto dell’efficienza dei centri di lavoro Kern (da sinistra a destra): Fabian Vogt (operaio specializzato IWC), Christian Indlekofer (direttore di produzione IWC), Kamil Wachonski (operaio specializzato IWC), Heiko Zimmermann e Stephan Zeller. Foto: ©Kern Microtechnik GmbH