La rivoluzione industriale e l’evoluzione della tecnologia hanno innescato una domanda senza precedenti di parti e componenti di alta precisione. Pensa a viti, bulloni e stampi per lo stampaggio a iniezione. Queste parti hanno tolleranze strette e sono spesso prodotte utilizzando materiali che non è possibile semplicemente sciogliere e modellare nella forma desiderata.
Questo è il motivo per cui assistiamo a un aumento nell'uso di processi di lavorazione precisi come fresatura CNC.
La fresatura CNC ha svolto un ruolo cruciale nel plasmare il mondo che conosciamo oggi. Dopo aver svolto un ruolo fondamentale nella forte crescita industriale osservata negli ultimi decenni, la fresatura CNC continua ancora oggi a ricoprire un ruolo centrale in molte operazioni di produzione.
Cos'è la fresatura CNC? In questo blog approfondiamo l'argomento per rispondere alle tue domande sulla fresatura CNC. Rimani sintonizzato.
Cos'è la fresatura CNC?
La fresatura CNC (Computer Numeric Control) è un processo di produzione sottrattiva che sfrutta i controlli computerizzati per lavorare un pezzo nella forma desiderata.
I requisiti di progettazione vengono programmati nel computer che poi impone ai componenti della macchina CNC di eseguire il processo di fresatura.
Un utensile da taglio ruota ad alta velocità sul pezzo in lavorazione e gli conferisce la forma desiderata. Il pezzo può essere fisso o mobile a seconda del processo.
La fresatura CNC è nota per la sua elevata precisione e accuratezza. Queste caratteristiche sono dovute al fatto che il processo è per lo più controllato dal computer con un intervento umano minimo.
Ciò non significa che la fresatura CNC non abbia limitazioni. Il processo a volte può richiedere più tempo, motivo per cui viene spesso utilizzato solo per progetti una tantum o con esigenze di produzione basse o medie.
All'interno della fresatura CNC, è possibile imbattersi in vari tipi di operazioni, che sono per lo più classificate individualmente in base al modo in cui l'utensile da taglio entra in contatto con il pezzo.
Ecco una rapida panoramica di quattro di queste operazioni di fresatura CNC:
Semplice fresatura
La fresatura piana è il tipo più elementare di operazione CNC che prevede che la superficie di lavoro sia parallela all'asse di rotazione dell'utensile da taglio. Viene utilizzato per produrre facce piane sul pezzo.
Fresatura frontale
In questa operazione il piano di lavoro è perpendicolare all'asse di rotazione dell'utensile da taglio.
Fresatura angolare
Nella fresatura angolare, la superficie piana del pezzo entra in contatto con l'utensile da taglio in un angolo.
Fresatura di forme
La fresatura di forme viene utilizzata per creare superfici irregolari come curve, contorni, bordi, ecc. sul pezzo.
I componenti della macchina CNC
La macchina CNC è un dispositivo completo che trasporta tutti i componenti necessari per completare l'operazione di lavorazione. Ecco una rapida panoramica di alcune delle parti più importanti di questa macchina:
Tavolo da lavoro
Come avrai intuito dal nome, il piano di lavoro è la superficie su cui viene montato il pezzo mentre la macchina viene preparata per il processo di fresatura.
Sella
La sella è uno dei componenti strutturali della macchina. Offre supporto al piano di lavoro e si muove lungo l'asse X per facilitare il movimento orizzontale del pezzo.
Ginocchio
Il ginocchio è un altro componente strutturale che supporta la sella e facilita il movimento verticale del piano di lavoro e del pezzo durante l'operazione di fresatura.
Mandrino
Il mandrino è l'albero rotante che trasporta l'utensile da taglio e ne facilita il movimento rotatorio ad alta velocità.
Pergolato
L'albero appare nelle operazioni di fresatura CNC orizzontale. È un albero che collega l'utensile da taglio e il mandrino.
Ariete
Il ram appare principalmente nelle operazioni di fresatura CNC verticale dove supporta il gruppo mandrino nella macchina.
Gli strumenti di lavorazione
Gli utensili di lavorazione sono essenzialmente gli utensili da taglio utilizzati per eseguire le operazioni di fresatura.
Interfaccia
L'interfaccia è il collegamento di comunicazione tra l'uomo e la macchina stessa. Aiuta gli operatori a comunicare come deve essere eseguita l'operazione di fresatura. Pensatelo come un pannello di controllo per inserire comandi e controllare il processo di fresatura.
Passaggi coinvolti nella fresatura CNC
Comprendere il processo generale di fresatura CNC non è così difficile. In generale, tutte le operazioni di fresatura CNC comprendono 4 passaggi fondamentali. Questi sono:
Passaggio 1: preparazione di un modello CAD
Una progettazione CAD o assistita da computer è una rappresentazione digitale della parte finale. Un file CAD viene creato prima che l'operazione CNC possa iniziare. Il prodotto è progettato virtualmente, con tutte le sue sfumature, specifiche e tolleranze all'interno di questo file CAD.
Passaggio 2: conversione del CAD in CAM
CAM è l'abbreviazione di produzione assistita da computer. L'interfaccia della macchina CNC non è in grado di comprendere il file CAD. Pertanto, viene convertito in un file CAM. Questo file CAM contiene le istruzioni di lavorazione scritte in codice G o codice M. Il computer legge queste istruzioni, le comprende e quindi esegue il processo di conseguenza.
Passaggio 3: preparazione della macchina
La macchina è preparata per l'operazione di fresatura una volta pronto il file CAM. Durante questa fase, il pezzo viene fissato sul piano di lavoro, il piano di lavoro viene regolato in base al disegno richiesto e l'utensile da taglio viene fissato nel mandrino in modo che l'operazione di fresatura possa procedere.
Passaggio 4: lavorazione
Una volta che la macchina è pronta, l'operazione di fresatura viene avviata tramite l'interfaccia. Ciò mette in azione la macchina che poi esegue le operazioni di fresatura secondo le istruzioni ricevute tramite il file CAM.
Applicazioni di fresatura CNC
La fresatura CNC trova applicazione in vari settori, in particolare quelli che hanno tolleranze strette e requisiti di elevata precisione.
Di seguito sono riportati alcuni dei settori più comuni che sfruttano la fresatura CNC come una delle operazioni principali:
Automotive
L'industria automobilistica utilizza parti diverse di varie dimensioni. La fresatura CNC viene sfruttata per la produzione di molte di queste parti, tra cui motore, cambi, assali e motori.
Aeronautico
L’industria aerospaziale è un settore che opera con tolleranze ristrette e pochissimo spazio per gli errori. Non sorprende quindi che un processo così intrinsecamente preciso come la fresatura CNC appaia frequentemente durante i cicli di produzione di parti aerospaziali.
Settore medico
La capacità della fresatura CNC di lavorare con materiali biocompatibili come il titanio e di produrre parti con elevata precisione l'ha resa popolare nel settore della produzione di componenti medici dove aiuta a produrre diversi dispositivi come quelli utilizzati per l'impianto e altre parti.
Elettronica di consumo
Le dimensioni dell’elettronica di consumo si stanno riducendo rapidamente e di conseguenza è aumentata la domanda di piccole parti realizzate con precisione. La fresatura CNC aiuta a creare queste parti altamente precise, piccole ma critiche che compaiono in molti dispositivi elettronici di consumo che utilizziamo ogni giorno.
Materiali comuni che è possibile utilizzare nella fresatura CNC
Generalmente, la fresatura CNC viene utilizzata quando la dimensione del pezzo è troppo piccola o i requisiti di precisione sono troppo elevati. In alcuni casi, potresti vedere una macchina CNC in azione quando il prodotto richiede un'elevata precisione su un materiale che potrebbe non funzionare troppo bene in altri processi di produzione.
Alcuni dei Materiale che la fresatura CNC aiuta la macchina include:
Acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile è un materiale ampiamente utilizzato sia in applicazioni industriali che domestiche. Il materiale è generalmente noto per la sua durezza, tuttavia la maggior parte dei suoi gradi presentano una buona lavorabilità.
Questo è il motivo per cui l'acciaio inossidabile è ampiamente lavorato e non è difficile trovare un macchinista con esperienza nella fresatura dell'acciaio inossidabile.
Alluminio
L'alluminio è un altro materiale che viene spesso lavorato in una fresatrice CNC. È noto per la sua eccellente lavorabilità, robustezza e resistenza alla corrosione. L'alluminio è anche leggero, il che lo ha reso popolare negli ultimi anni nell'industria aerospaziale e automobilistica.
Titanio
Il titanio è un materiale biocompatibile ed è spesso lavorato a CNC per realizzare parti e dispositivi medici che entrano in contatto con il corpo umano. Potrebbe, tuttavia, essere più difficile da lavorare.
Plastica
Le materie plastiche non sono sempre stampate ad iniezione, a volte sono anche fresate a CNC.
Esistono molti tipi di plastica che costituiscono buone materie prime per un'operazione di fresatura CNC. Questi includono HDPE, nylon, PEEK, policarbonato, ecc.
Conclusione
La fresatura CNC è nota per la sua precisione e quindi svolge un ruolo cruciale nelle industrie e nelle applicazioni che lavorano con tolleranze strette e requisiti di elevata precisione.
Il processo di fresatura viene eseguito sulla macchina CNC che comprende varie parti tra cui il mandrino che trasporta l'utensile da taglio, il piano di lavoro che trasporta il pezzo e un'interfaccia che aiuta gli operatori a comunicare con la macchina.
È possibile eseguire operazioni di fresatura CNC su vari materiali tra cui sia metalli che plastiche. Tuttavia, ricorda che, data la sua procedura intrinseca, l'operazione di fresatura CNC non è sempre consigliata per produzioni di massa ed è adatta solo per progetti di produzione di piccole e medie dimensioni.