Lavorazione ad alta velocità: ecco un argomento davvero caldo! Cosa significa “lavorazione ad alta velocità”? Significa velocità di avanzamento elevata ed elevato numero di passate a bassa asportazione? Attenzione, spesso si ottiene una strategia più efficiente riducendo il numero di passate ed incrementando l’asportazione di materiale! Il minor tempo di lavoro ha certamente a che fare con la velocità di avanzamento, ma non sempre “avanzamento più veloce è uguale a maggiore efficienza “. Per Lavorazione ad Alta Efficienza intendiamo lavorare il pezzo nel minore tempo possibile e con la migliore qualità, questo è il vero obiettivo. La chiave per ottenere una Lavorazione ad Alta Efficienza è variare l’avanzamento, per avere l’avanzamento migliore per ogni condizione di taglio incontrata.

Lavorare alla velocità di avanzamento massima consentita dalla macchina utensile, con bassa asportazione di materiale, passo laterale e passo in Z minimi, richiede molte, spesso inefficienti, passate, e normalmente non centra l’obiettivo di ridurre il tempo di lavoro. Aumentare la profondità di passata può però provocare la rottura dell’utensile od eccedere la potenza della macchina in zone dove l’asportazione di materiale risulta eccedente la quantità stimata.

Per questo un software che renda automatico il processo di ottimizzazione diventa indispensabile. VERICUT conosce esattamente la quantità di materiale rimossa in ogni segmento del percorso utensile e può regolare di conseguenza il valore della velocità di avanzamento. Questo previene rotture utensile e carichi di lavoro eccessivi per la macchina. Le stesse velocità elevate sono mantenute dove è possibile. Il vero obiettivo, la riduzione del tempo di lavoro unito a lavorazioni di migliore qualità, si ottiene allora producendo un percorso utensile non “il più veloce possibile”, bensì il più efficiente possibile.

Proactive vs. Reactive Machining

Sulla superficie, la tecnologia del controllo “adattivo” (AC) sembra essere una valida alternativa al software di ottimizzazione. Dopo tutto, AC rileva le condizioni di taglio e regola la velocità di avanzamento in tempo reale. Può essere direttamente collegato alla macchina utensile a CNC.

Ma ci sono alcuni elementi da considerare prima di seguire la strada della tecnologia AC. La prima riguarda le spese di settaggio e manutenzione. Ciascuna macchina utensile a CNC deve essere fornita di controllo AC, e questo può portare ad una spesa di migliaia di dollari per macchina. Ciascuna deve essere individualmente installata e configurata, ed il controllo AC potrebbe essere diverso su ciascuna macchina e controllo. Una volta che i controlli AC sono a regime, si devono considerare i problemi dovuti alla manutenzione del sistema elettromeccanico.

Infine, AC è una tecnologia ‘retroattiva’. Regola l’avanzamento in base al feedback che riceve dal motore del mandrino – quindi controlla l’avanzamento per mantenere un carico costante sul mandrino. Questo tipo di ottimizzazione è appropriata per alcuni tipi di utensili molto rigidi, che possono supportare un carico pesante, come frese per sfacciare o grandi frese piane.

Ma, l’ottimizzazione basata sul carico del mandrino non garantisce il miglior risultato al variare delle condizioni di taglio. Ad esempio, una lavorazione a rampa non sempre aumenta in modo significativo il carico del mandrino. Aumenta il carico sull’asse motore, visto che diventa più difficile spingere l’utensile attraverso il materiale, ma non è allo stesso modo più difficile ruotare il mandrino (Figura 1). Quando la rotazione del mandrino si fa difficoltosa, meglio ripararsi dietro le protezioni!

Un altro esempio è dato dai nuovi utensili altamente tecnologici con inserti in carbonio. Sono progettati per lavorare molto liberamente (non richiedono molta potenza per volume elevato di materiale rimosso). L’obiettivo di questi utensili è lavorare con un ottimo spessore del truciolo. Ma c’è un punto oltre il quale lo spessore del truciolo diventa eccessivo, causando la prematura rottura dell’utensile. In questo caso il carico mandrino non è un indicatore efficace del massimo valore di avanzamento che si può utilizzare, dal momento che l’incremento di carico sul mandrino non è apprezzabile – nemmeno se l’avanzamento è troppo alto. Quando il controllo AC ridurrà l’avanzamento, sarà troppo tardi.

Il controllo con tecnologia AC è limitato a modifiche dell’avanzamento regolate mediante una predeterminata soglia di carico mandrino. Non ha conoscenza delle attuali condizioni di taglio effetive durante il processo di lavorazione. Quindi non può determinare in modo accurato il valore ideale di avanzamento per ciascun blocco. (Figura 2).

OptiPath, d’altra parte, regola automaticamente l’avanzamento secondo le specifiche condizioni di taglio per ogni segmento del percorso utensile. è il solo prodotto disponibile che ottimizza gli avanzamenti utilizzando una tecnologia e elementi solidi di verifica. Piuttosto che ricevere un feedback dalla potenza mandrino richiesta, OptiPath assegna il valore di avanzamento ottimo in base alle correnti condizioni di taglio (volume di materiale rimosso, profondità, ampiezza, e angolo di lavoro).

Invece di mantenere un carico mandrino costante, OptiPath mantiene un carico utensile costante. Nell’esempio della lavorazione a rampa, mantenere un carico utensile costante permette di ottenere valori di avanzamento più conservativi. Per gli utensili high-tech, mantenere un carico costante prolunga la vita utensile. A volte può essere necessario mantenere uno spessore del truciolo costante – un compito veramente semplice per OptiPath, ma qualcosa che AC non può fare.

OptiPath è un metodo di ottimizzazione delle velocità di avanzamento efficacie anche economicamente. Con un numero limitato di licenze software si ha la capacità di ottimizzare decine di macchine CNC – di tutti i tipi, gestite da qualsiasi controllo. Un controllo “adattivo” AC è limitato ad una singola macchina.