La fresa per spallamenti Walter BLAXX F5041 con rivestimento Tiger·tec Gold durante una lavorazione. Il risultato più eclatante: mentre i primi test sul campo hanno attestato incrementi medi della vita utensile pari all’80%, gli attuali feedback dal mercato indicano incrementi di performance fra il 100% e il 200%. Foto: Walter AG.
Fra i professionisti dell’industria, l’aspettativa era grande: del resto, Walter AG, azienda di Tübingen, in Germania (www.walter-tools.com), non aveva risparmiato sforzi per generarla, in vista del debutto alla Fiera internazionale AMB 2016. Correva voce che Tiger·tec Gold, la nuova generazione di materiali da taglio Walter, avrebbe infatti rappresentato un balzo tecnologico per l’intero settore.
I primi inserti a fissaggio meccanico dotati del nuovo rivestimento sono disponibili sul mercato da inizio 2017 e qualcosa è da subito chiaro: i progettisti dello specialista in asportazione truciolo di Tübingen non avevano esagerato. È anzi possibile affermare il contrario, come ha sottolineato Wolfgang Vötsch, Senior Product Manager di Walter per l’ambito fresatura: “Non ricordo di aver mai ricevuto tanti feedback positivi dai clienti per nessun’altra innovazione di prodotto”.
Già oggi, numerosissimi clienti a livello mondiale utilizzano Tiger·tec Gold. E tutti sono davvero entusiasti delle caratteristiche della nuova qualità di materiale da taglio. Al riguardo, Vötsch ha aggiunto: “Raramente, questo aggettivo è stato più adatto”.
E la ragione di tanto entusiasmo è presto spiegata: i clienti che utilizzano il nuovo materiale operano in settori molto diversificati: dall’industria automobilistica al settore energia, fino alla costruzione di stampi e all’industria meccanica. E uno dopo l’altro, con Tiger·tec Gold, parlano di risultati praticamente senza precedenti. “Abbiamo casi documentati in cui la performance è stata incrementata per centinaia di punti percentuali. E in quasi tutte le applicazioni, la vita degli utensili è raddoppiata o triplicata rispetto agli utensili convenzionali”, ha commentato Vötsch
Nel settore globale dell’asportazione, da oltre due decenni si impiegavano materiali da taglio a base di nitruro di titanio e ossido di alluminio. Naturalmente, le caratteristiche di tali rivestimenti sono state costantemente migliorate ma, con l’andare del tempo, i loro limiti si facevano sempre più evidenti. Oggi, nuovi ambiti applicativi e nuovi materiali, dalle caratteristiche di lavorazione sempre più difficili, nei settori high-tech, aerospaziale e automobilistico, richiedono caratteristiche di rivestimento praticamente impossibili da ottenere con soluzioni convenzionali.
Occorrono, quindi, utensili nettamente più resistenti ed efficienti rispetto a quanto attualmente disponibile: ormai, negli incrementi di performance, pochi punti percentuali non bastano più. “Già da anni, ci era chiaro che occorresse un cambiamento radicale, ed anche in tale ambito di sviluppo puntavamo a essere pionieri”, ha spiegato Wolfgang Vötsch. “Ed è proprio ciò che abbiamo ottenuto”.
Con Tiger·tec Gold Walter ha creato una piattaforma tecnologica interamente nuova, a base di nitruro di titanio-alluminio (TiAlN), realizzata con un nuovo processo di rivestimento CVD. Grazie alle sue caratteristiche, questo materiale è ideale per fresare pezzi in acciaio e in ghisa a velocità di taglio medio-alte.
Prima di far debuttare sul mercato la nuova qualità Tiger·tec Gold WKP35G, i progettisti l’hanno approfonditamente collaudata sul campo. E, come previsto, i test hanno mostrato netti incrementi, ora confermati dall’impiego reale, in particolare in tre ambiti: gli utensili rivestiti con WKP35G spiccano per la resistenza all’usura sui fianchi nettamente superiore, per la minore formazione di incrinature a pettine e per la maggiore resistenza alla deformazione plastica.
Mentre i primi test sul campo hanno attestato incrementi medi della vita utensile pari all’80%, gli attuali feedback dal mercato indicano incrementi di performance fra il 100% e il 200%. “Ai livelli massimi, abbiamo perfino raggiunto un incremento di vita utensile del 300% e non con chissà quale bizzarra applicazione, ma con vari tipi di componenti e materiali: dal consueto acciaio a quello legato e inossidabile, fino alla ghisa grigia e a quella a grafite vermicolare e sferoidale”, ha puntualizzato Vötsch.
Un ingegnere applicativo di un’azienda cliente di Walter ha affermato: “Sulla ghisa a grafite vermicolare, la nuova qualità di materiale da taglio ha dato risultati ben superiori rispetto alla precedente”. Un altro ingegnere ha espresso stupore: “L’usura è talmente ridotta da essere invisibile. Iniziavo a chiedermi se gli inserti fossero stati sostituiti, ma erano sempre gli stessi”.
La nuova generazione di materiali da taglio deve il netto incremento di performance innanzitutto alle caratteristiche del rivestimento: il TiAlN, grazie alla percentuale di alluminio particolarmente alta, pari a circa l’85%, spicca per l’elevata durezza e, soprattutto, per la sollecitazione residua da compressione.
Per supportare la deposizione del TiAlN nella produzione di serie, gli ingegneri Walter hanno sviluppato un processo di produzione integralmente nuovo: la tecnologia ULP-CVD, che abbina metodologie a pressione ultra-bassa (Ultra-Low Pressure, ULP) e a deposizione chimica da vapore (Chemical Vapour Deposition, CVD). Ad oggi, tale processo è unico nel suo genere sull’intero mercato globale.
Oltre al TiAlN come rivestimento principale, i nuovi inserti a fissaggio meccanico adottano il nitruro di titanio (TiN): quest’ultimo viene applicato sia per collegare il substrato a base di carburo al rivestimento principale in TiAlN, sia come strato superiore, sopra il rivestimento principale. La nuova generazione di materiali da taglio prende il suo nome dal caratteristico colore dorato brillante del TiN che, per inciso, ha un positivo effetto collaterale: identificare il grado di usura dell’utensile è molto più agevole.
Come già detto, la durezza del nuovo rivestimento consente una superiore resistenza all’usura sui fianchi e una maggiore resistenza alla deformazione plastica; inoltre, il nuovo metodo di produzione riduce sensibilmente la formazione di incrinature a pettine. Diversamente dai rivestimenti CVD, soggetti a sollecitazione residua da trazione, in precedenza molto diffusi nel settore, il rivestimento in TiAlN di Tiger·tec Gold è “il primo rivestimento soggetto a sollecitazione residua da compressione prodotto con il metodo CVD”, ha spiega ancora Vötsch.
Inoltre, la nuova tecnologia di rivestimento è indicata sia per la lavorazione a secco, sia per quella a umido. “La lavorazione a secco presenta diversi vantaggi: è rispettosa dell’ambiente, riduce sensibilmente i costi dei refrigeranti e, inoltre, incrementa la vita utensile, in quanto le minori variazioni di temperatura riducono le sollecitazioni sull’utensile”, ha concluso Vötsch.
In sintesi, per citare le entusiastiche parole di un cliente, Tiger·tec Gold “ha nettamente incrementato sia la sicurezza di processo sia la vita utensile. A mio parere, Walter ha davvero compiuto un nuovo grande balzo”.
Secondo le previsioni di Wolfgang Vötsch, nei primi mesi del 2018 l’intera gamma di inserti a fissaggio meccanico per fresatura sarà anch’essa disponibile nella qualità Tiger·tec Gold WKP35G.
Oltre al TiAlN come rivestimento principale, i nuovi inserti a fissaggio meccanico adottano il nitruro di titanio (TiN). Tale materiale, di eccezionale durezza e resistenza alla corrosione, viene applicato sia per collegare il substrato a base di carburo al rivestimento principale in TiAlN, sia come strato superiore, sopra il rivestimento principale. Foto: Walter AG.
