Lavorazione del cromo-cobalto.
Materiali come acciai inossidabili, leghe di nichel e superleghe sono ampiamente usati in ambito industriale, ma sono anche metalli piuttosto difficili da lavorare. È in questo campo che si è specializzato il costruttore di utensili Mikron Tool.
di Sofia Cairo
Acciai inossidabili, leghe di nichel e superleghe sono alcune delle categorie di materiali più utilizzati dall’industria moderna poiché in grado di resistere a forti sollecitazioni termiche e meccaniche. Prendiamo il titanio, per esempio. Questo metallo è noto per la sua forte resistenza alla corrosione, per la sua densità ridotta e la sua elevata solidità, e, per questo, è utilizzato in campo Automotive e Aerospace, ma anche nel medicale e nel settore architettonico. Poi ci sono le leghe di cromo-cobalto, anch’esse necessarie in ambito medicale per la loro alta biocompatibilità, oltre che per il fatto che non corrodono; grazie al basso coefficiente di espansione termica tendono solo limitatamente alla fessurazione.
Ma se, da una parte, questi materiali sono così ricercati e richiesti per le loro altissime prestazioni - e per questo anche protagonisti della ormai nota crisi delle materie prime che sta mettendo in ginocchio la gran parte dei settori merceologici - dall’altro sono anche metalli piuttosto difficili da lavorare.
È proprio in questo campo che si è specializzato il produttore svizzero Mikron Tool: microutensili ad alta prestazione per la lavorazione di materiali complessi.
Le soluzioni proposte da Mikron Tool sono molto apprezzate dal mercato non solo per l’alto volume di asportazione del materiale che sono in grado di raggiungere, ma anche per le velocità di taglio a cui sono in grado di operare e per l’elevata resistenza all’usura. “Investire fortemente nella ricerca fa parte della nostra strategia di crescita”, spiega Alberto Gotti, direttore del reparto R&D di Mikron Tool. “Questo ci ha portati, di pari passo, a dotarci di uno dei parchi macchine più moderni al mondo, orientato, non a caso, alle lavorazioni complesse su materiali estremamente impegnativi”.
Technology Center di Mikron Tool, in Svizzera.
LAVORARE IL TITANIO
Sviluppare microutensili altamente efficienti per questi particolari metalli richiede una profonda e dettagliata analisi delle caratteristiche intrinseche di ciascun materiale.
Il calore che viene generato, per esempio, durante la lavorazione del titanio, in combinazione con la sollecitazione meccanica, mette i taglienti dell’utensile a dura prova. Per evitare che il calore raggiunga i taglienti, deve essere dissipato con il refrigerante direttamente nel punto di origine, onde evitare la rottura degli stessi. L’ingegnoso sistema di adduzione del refrigerante brevettato da Mikron Tool è la soluzione ideale.
Grazie alla forma speciale dei canali di raffreddamento delle punte per titanio CrazyDrill Cool Titanium, di recente sviluppo, all’estremità superiore dell’utensile viene fornito il lubrorefrigerante in quantità quattro volte superiore al normale; in questo modo si ottiene un effetto refrigerante maggiore e, nel contempo, si agevola l’evacuazione dei trucioli.
Com’è facile immaginare, un incremento della forza di taglio comporta automaticamente anche un aumento del carico meccanico sul tagliente. La particolare geometria sviluppata ad hoc da Mikron Tool permette però di ridurre questa pressione di taglio con ricadute positive su tutte le dinamiche di asportazione del truciolo.
“Un aspetto molto importante da non sottovalutare è che le tipologie di titanio si distinguono notevolmente le une dalle altre”, sottolinea Markus Schnyder, presidente di Mikron Tool. “Il titanio puro (grado 1-4) è caratterizzato da un’elevata resistenza alla corrosione e da una ridotta resistenza meccanica, mentre le leghe di titanio (grado 5 e maggiore) hanno sempre un’elevata resistenza alla corrosione, associata però a una minore duttilità. Questo ci ha portati a sviluppare punte con due diverse geometrie - una specifica per il titanio puro e una per le leghe di titanio - così da poter sempre ottenere un’asportazione di trucioli controllata, velocità di taglio elevate, alta ripetibilità di processo con una qualità di foratura perfetta. Il processo risulta così altamente affidabile e garantisce un’elevata durata di vita”.
Utensile per la lavorazione del titanio.
SOLUZIONE PER LEGHE A BASE DI NICHEL
Anche per le leghe a base di nichel, come Inconel o Hastelloy, Mikron Tool ha realizzato degli utensili di metallo duro in grado di garantire un raffreddamento efficiente e costante, rettificando geometrie in grado di limitare al massimo la generazione di calore. Per la lavorazione di piccoli diametri - una delle principali sfide di questo specifico ambito - il produttore svizzero si è focalizzato sulla scelta di una geometria che sfruttasse a proprio vantaggio fattori ben diversi fra loro equilibrandoli perfettamente l’uno all’altro: la struttura tipica dei metalli duri, la qualità delle superficie, una precisione di esecuzione elevata e l’attenzione ai particolari pretrattamenti, importanti per una buona adesione dello strato di rivestimento.
Le geometrie degli utensili devono permettere di ridurre le forze di avanzamento al minimo, perché sollecitazioni eccessive porterebbero a rottura; il concetto di raffreddamento da un lato non deve compromettere la stabilità dell’utensile e dall’altro deve poter garantire un’elevata efficienza.
Microfrese della linea CrazyMill Cool Micro.
GEOMETRIE DI TAGLIO SPECIFICHE
Anche per lo sviluppo della nuova linea di microfrese CrazyMill Cool Micro, Mikron Tool ha tenuto in considerazione le caratteristiche intrinseche dei materiali che questi utensili andranno a lavorare, e ha sviluppato due differenti linee di prodotto: una specifica per gli acciai inossidabili, le leghe di titanio e le leghe di acciaio, e l’altra per le super leghe e il cromo-cobalto.
Tutte le microfrese di questa nuova gamma, con diametro compreso fra 0,2 mm e 1 mm, sono state inoltre dotate del sistema di raffreddamento brevettato da Mikron Tool. ©TECN’È
Esistono metalli molto ricercati per le loro altissime prestazioni, ma che sono piuttosto difficili da lavorare.
