Fresatrice CNC per metalli: soluzione efficace per le lavorazioni di precisione

Le fresatrici CNC (Computer Numerical Control) sono macchine straordinarie che hanno rivoluzionato l’industria della lavorazione dei metalli. In particolare, la fresatrice CNC per metalli ha aperto nuove opportunità per le tornerie meccaniche di precisione che si dedicano alla produzione di componenti meccanici su ordinazione specifica del cliente.

Questa macchina automatizzata utilizza un computer per controllare il movimento di un utensile rotante. Questo processo consente di effettuare tagli precisi su materiali metallici, tra cui acciaio, alluminio, ottone e molto altro. La principale differenza tra una fresatrice CNC e una tradizionale fresatrice manuale è l’automazione e la precisione offerte dalla prima.

Fresatrice CNC per metalli: le applicazioni

Che lavorazioni fa la fresatrice? La fresatrice CNC per metalli è ampiamente utilizzata nelle tornerie meccaniche di precisione per soddisfare le esigenze specifiche dei clienti. Questa macchina può eseguire una vasta gamma di lavorazioni con estrema precisione, tra cui:

  • Fresatura di superfici: la fresatrice CNC per metalli è in grado di creare superfici lisce e precise su componenti meccanici. Questo è fondamentale quando si richiede una finitura impeccabile.
  • Foratura: lo stesso dispositivo può effettuare forature di diverse dimensioni con estrema precisione, garantendo che i componenti abbiano fori perfettamente allineati.
  • Incisione e scanalature: la fresatrice CNC può essere programmata per creare incisioni dettagliate e scanalature su metalli, che sono spesso richieste per scopi decorativi o funzionali.
  • Taglio di profili complessi: una delle caratteristiche più sorprendenti delle fresatrici CNC per metalli è la capacità di tagliare profili complessi con estrema precisione. Questo è essenziale per la produzione di componenti personalizzati che richiedono forme intricate.
  • Filettatura: la macchina può anche essere utilizzata per creare filetti precisi su componenti metallici.
  • Rifilatura: la fresatrice CNC per metalli può rifilare i bordi dei componenti, garantendo che siano uniformi e privi di sbavature.

Appare evidente, allora, quanto la fresatrice CNC per metalli possa rivelarsi una risorsa inestimabile per le tornerie meccaniche di precisione che mirano a produrre componenti meccanici su ordinazione specifica del cliente. Con la sua capacità di eseguire lavorazioni precise su una varietà di materiali metallici, questa macchina offre un’efficienza e una precisione impareggiabili.

Leghe di alluminio: caratteristiche, classificazione, vantaggi e campi d’applicazione

L’alluminio è uno dei materiali più utilizzati per la produzione di componenti meccanici di qualità nella meccanica di precisione. Ma come vengono scelte le leghe di alluminio? 

La meccanica di precisione seleziona i materiali più adatti alla realizzazione delle richieste del disegno tecnico e dell’uso di destinazione. Quando si parla di meccanica di precisione sarebbe riduttivo pensare soltanto all’acciaio (acciai comuni e acciai speciali) perché esistono materiali più performanti in determinati contesti. Tra i materiali più utilizzati per la realizzazione di pezzi meccanici di precisione c’è l’alluminio o meglio le leghe di alluminio. 

Alluminio e le leghe di alluminio 

L’alluminio è un metallo leggero (2,70 kg/dm3) e allo stesso tempo resistente che deve la sua colorazione tipica al comportamento della superficie quando entra in contatto con l’aria. Si ossida ed evita la corrosione. Si tratta di un materiale particolarmente malleabile e saldabile ed è dotato di un’elevata conducibilità elettrica e termica. 

Rispetto all’acciaio possiede un’inferiore tensione di snervamento (punto in cui si deforma in maniera irreversibile) ma, grazie alla densità minore, raggiunge livelli elevati di robustezza senza gravare sul peso. La sua capacità di legarsi ad altri elementi permette di cambiarne la composizione e ottenere materiali con caratteristiche differenti. È così che nascono le leghe di alluminio. 

Le leghe di alluminio o leghe leggere non sono altro che il risultato della combinazione tra l’alluminio e un altro materiale: rame, manganese, silicio, zinco e magnesio. A prescindere dalle caratteristiche specifiche esistono alcuni vantaggi simili a tutte le leghe di alluminio: bassa densità legata al peso specifico dell’alluminio; duttilità elevata determinata dalla struttura cristallina a facce centrate; elevata conduttività elettrica e termica; punto di fusione basso; resistenza alla corrosione discreta che può essere aumentata con trattamenti termici. 

Quali sono le leghe di alluminio? Caratteristiche e classificazione 

Le leghe leggere vengono distinte in serie a seconda della loro composizione a base di alluminio e un altro componente. Quali sono le leghe di alluminio? 

  • Serie 1000 – Il componente principale è l’alluminio puro (99%) e offre conducibilità, resistenza alla corrosione e lavorabilità. 
  • Serie 2000 – La serie 2000 (nota anche come Duralluminio o Avional) vanta leggerezza e durezza. Tuttavia può essere trattata termicamente per aumentarne la resistenza meccanica. Come si ottiene il Duralluminio? Si unisce l’alluminio e il rame.  
  • Serie 3000 – L’unione di alluminio e manganese crea una serie caratterizzata da elevata resistenza meccanica, ma scarsa duttilità. 
  • Serie 4000 – Le leghe della serie 4000 contengono alluminio e silicio, rivelandosi particolarmente resistenti all’usura. 
  • Serie 5000 – Alluminio e magnesio danno vita alla serie Peraluman caratterizzata da duttilità, saldabilità e resistenza alla fusione e alla corrosione. 
  • Serie 6000 – La combinazione di alluminio, silicio e magnesio dà vita alla serie Anticorodal: lavorabilità, saldabilità, resistenza meccanica e resistenza alla corrosione.  
  • Serie 7000 – Si chiama commercialmente Ergal e nasce dall’unione di alluminio, zinco e magnesio, dimostrandosi leggera, lavorabile e resistente al carico e alla corrosione. Tuttavia ha scarsa saldabilità. 

Come si sceglie la lega di alluminio? 

La lega di alluminio più resistente è l’Ergal, ma questo non significa che rappresenti la scelta migliore per ogni settore industriale. La meccanica di precisione sceglie le leghe di alluminio da usare in base alle caratteristiche meccaniche e al campo di applicazione. 

Per esempio, le leghe composte da alluminio puro al 99% vengono scelte per realizzare scambiatori di calore e impianti chimici. L’industria aeronautica e il settore aerospaziale possono contare su componenti di precisione realizzati in leghe di alluminio Avional per via del loro rapporto peso/resistenza. Nell’ambito dell’industria alimentare si tende ad usare le leghe della serie 3000 mentre il settore automotive e il settore navale beneficiano delle caratteristiche della serie Peraluman. E ancora, le leghe della serie 6000 vengono usate per produrre componenti del settore ciclistico, motociclistico e ferroviario. Vale lo stesso per l’Ergal che, però, può essere usato anche in campo aerospaziale  e aeronautico. 

Pezzi meccanici in ottone: caratteristiche, potenziale e lavorazione

L’associazione “acciaio-componenti meccaniche” è la più conosciuta, ma non l’unica utilizzabile nelle lavorazioni di precisione. Quando conviene realizzare pezzi meccanici in ottone? 

L’acciaio (acciai comuni, acciai legati e acciai inossidabili) rappresenta la scelta più ovvia quando si parla di pezzi meccanici di alta precisione. Tuttavia esistono altri materiali performanti da poter considerare. Tra i materiali più apprezzati nel campo della produzione di componentistica meccanica di precisione c’è sicuramente l’ottone, sia l’ottone CuZn39Pb3 che l’ottone CuZn40Pb2. 

Perché scegliere i pezzi meccanici in ottone? 

Perché scegliere i pezzi meccanici in ottone? La prima cosa da considerare è l’insieme di caratteristiche dell’ottone, cioè quelle qualità che lo rendono unico nelle lavorazioni meccaniche. Sostanzialmente si tratta di una lega molto versatile caratterizzata da qualità meccaniche formidabili e da proprietà estetiche pregevoli. 

Dal punto di vista delle caratteristiche meccaniche si possono annoverare la spiccata resistenza alla corrosione, l’elevata conduttività e la grande duttilità. Se sottoposto a trattamenti galvanici o a verniciatura in grado di realizzare uno strato di protezione e una cromatura d’impatto, l’ottone può essere considerato un materiale da design. 

Le caratteristiche meccaniche ed estetiche dell’ottone permettono di usare il materiale per produrre componenti meccanici per qualunque settore industriale (es. valvole per gli impianti industriali). I pezzi meccanici in ottone si rivelano particolarmente utili in tutti i contesti in cui occorrono componenti resistenti alla trazione, alla corrosione e ai danni. In pratica devono essere duraturi. 

La realizzazione dei componenti meccanici in ottone 

La produzione dei componenti meccanici in ottone non è semplice e richiede conoscenza, tecnica e macchine di alto livello tecnologico. Praticamente sono appannaggio delle migliori realtà esperte in lavorazioni meccaniche di precisione. 

L’ottone, pur essendo duttile ed estremamente lavorabile, nasconde una resistenza meccanica e di coesione notevole che porta alla creazione di trucioli lunghi e resistenti e che rende difficile la sua lavorazione. Il rischio è bloccare il macchinario e diminuire il livello qualitativo del pezzo. E ancora, il calore creato dalla lavorazione stessa finisce per scalfire le qualità superficiali dell’ottone, riducendone la qualità. Per questo, rispettando le specifiche del progetto e le esigenze del cliente, si possono aggiungere alcuni materiali in grado di superare questo inconveniente senza rovinare il pezzo. Un esempio? Il piombo. 

Le problematiche legate alla lavorazione dell’ottone possono essere ovviate anche regolando la velocità e le modalità di taglio dei macchinari. La lavorazione precisa e qualitativamente elevata dei pezzi meccanici in ottone è possibile soltanto se l’azienda deputata alla produzione può avvalersi di parco macchine di ultima generazione, trattamenti superficiali e termici, servizi complementari e professionisti del settore.  

Fresatura di precisione: lavorazioni a basso margine d’errore

In numerosi processi produttivi occorrono utensili di specifiche dimensioni che possono essere ottenuti solo tramite fresatura di precisioneQuesto tipo di operazione risulta indispensabile laddove si necessita di lavorazioni a bassissimo margine d’errore. 

La fresatura riveste un ruolo sempre più importante nelle aziende che si occupano di meccanica di precisione. Ad oggi viene utilizzata per la realizzazione di forme complesse (non necessariamente simmetriche), scanalature, profili tridimensionali, piani, spallamenti, forature.  

Fresatura di precisione per la realizzazione di elementi su misura 

Le macchine di ultimissima generazione rivelano tutta la loro efficacia nella misura in cui riescono ad andare incontro a esigenze sempre più specifiche. È questo il caso di tutte quelle geometrie che rendono il lavoro della macchina imprescindibile. Si tratta solitamente di macchinari a controllo numerico che vengono utilizzati per la realizzazione di elementi su misura. Per questo motivo esistono più tipi di frese: frontali, a denti sfalsati, elicoidali, ad angolo doppio, a candela, ecc 

La fresatura di precisione è un tipo di operazione che richiedere un minimo intervento da parte del lavoratore, dal momento che il sistema è quasi totalmente automatizzato. Questo ci fa capire quanto siano performanti questi macchinari che garantiscono risultati perfetti. 

Campi di applicazione della fresatura di precisione 

La fresatura di precisione si rende necessarie per tutte quelle figure di elevata complessità o che presentano alternanze con fori, passanti, cavità. La particolare operazione viene svolta attraverso il moto rotatorio di un utensile che possiede più taglienti, contemplando vari passaggi. 

A tal proposito possiamo distinguere alcune delle fresature maggiormente utilizzare, ovvero: 

  • Fresatura a smusso; 
  • Fresatura di estremità; 
  • Spianatura di superfici; 
  • Sgrossatura; 
  • Rifinitura. 

La fresatura rivela tutti i suoi vantaggi anche nella lavorazione secondaria su semilavorati. Questi ultimi infatti talvolta necessitano di caratteristiche aggiuntive più minuziose. 

Anodizzazione: quanto è importante proteggere i metalli?

L’anodizzazione, detta anche ossidazione anodica, è un processo elettrochimico mirato a proteggere principalmente metalli e materiali come l’alluminio. Si tratta di un processo molto importante e impiegato sia in ambiti domestici che in ambiti industriali. 

Il processo di anodizzazione consiste nell’applicazione di uno strato protettivo millimetrico sul materiale lavorato, capace di proteggerlo e allo stesso tempo di non alterarne forma e struttura.

Come funziona l’anodizzazione dei metalli 

L’ossidazione anodica consiste nel creare un processo elettrochimico sul metallo, provocando una reazione tra il metallo stesso e l’ossigeno, generando così una formazione pellicolare di ossido di alluminio sul suo strato superficiale. 

L’anodizzazione può essere sia tono su tono che colorata a seconda delle richieste e delle esigenze. L’effetto che crea sul materiale lavorato è così piacevole che molte aziende lo richiedono specificatamente per migliorare l’aspetto estetico dei materiali lavorati. Ha una doppia valenza, dunque: protegge i materiali dall’usura del tempo e allo stesso tempo li rende piacevoli alla vista. 

Tutte le fasi dell’anodizzazione

Il processo di anodizzazione avviene in tre fasi: la prima fase è quella del pretrattamento chimico-meccanico, la seconda è quella dell’anodizzazione o ossidazione anodica vera e propria, la terza è quella della finitura. 

Durante il pretrattamento, il metallo lavorato subisce – a seconda delle specifiche esigenze – diversi processi di lavorazione, come ad esempio la sgrassatura, la satinatura o la lucidatura. Con l’anodizzazione vera e propria, il metallo viene sottoposto al processo elettrochimico, durante il quale si forma la pellicola protettiva di ossido di alluminio volta a proteggere il metallo. Infine, durante la finitura, il metallo subisce un processo di impermeabilizzazione e oliatura, con la rimozione di tutte le polveri di fissaggio residue. 

Macchine a controllo numerico e fresatura

Le macchine a controllo numerico, attraverso una tecnologia elettronico/informatica vengono impiegate per la realizzazione di pezzi meccanici ad alta precisione. Si tratta di un sistema di lavorazione che agisce in totale autonomia e con standard di precisione e ripetibilità del processo elevati. 

Un esempio di macchine a controllo numerico sono i sistemi usati per la fresatura CNC, in cui loperatore inserisce nel computer che controlla la macchina a controllo numerico le istruzioni. Questi codici permettono al meccanismo di definire la geometria del pezzo e il percorso del macchinario, lasciando la macchina a lavorare completamente da sola. Loperatore umano si limita a controllare la lavorazione e interviene solo nei rari casi di guasto. Il risultato dellattività di una macchina a controllo numerico è un pezzo della precisione di un micron. 

Macchine a controllo numerico: la fresatura  

Una delle tipiche lavorazione delle macchine a controllo numerico è la fresatura, che viene effettuata in un moderno centro di lavoro CNC. Tuttavia, la moderna macchina a controllo numerico permette di eseguire più lavorazioni meccaniche sullo stesso pezzo. Infatti, si tratta di macchine con più assi di moto e che vengono integrate con utensili di ogni genere. Oltre alla fresatura, un sistema a controllo numerico permette la foratura, la barenatura, la tornitura e la maschiatura. 

Un centro di lavoro CNC basato su più assi permette anche di inclinare il mandrino e di combinare lasse di rotazione di questo con lasse della tavola. Il risultato sono pezzi meccanici di alta precisione e dalle geometrie complesse. Per questi loro vantaggi, le macchine a controllo numerico sono impiegate in ogni settore produttivo e permettono di ottenere lavorazioni meccaniche di precisione grazie allutilizzo di macchinari di ultima generazione. 

Fresatura meccanica: i possibili utilizzi

La fresatura è una particolare tipologia di lavorazioni meccaniche CNC che viene utilizzata in diverse situazioni, per operazioni quali la fresature di estremità, la fresatura a smusso, la spianatura di superfici. Può essere altresì usata come alternativa alla foratura, svasatura e filettatura. In questo modo, la fresatura meccanica consente di realizzare fori ciechi, passanti, filettature, cavità per una vasta tipologia di superfici.

Nello specifico, la fresatura meccanica serve per asportazione di truciolo metallico attraverso il moto rotatorio di un utensile a taglienti diversi. Di solito questa lavorazione meccanica CNC viene impiegata per la creazione di forme non simmetriche particolarmente complesse. Con la fresa meccanica possono effettuarsi fori, fessure, tasche, scanalature o profili tridimensionali. Ovviamente, questo dipende dal tipo di fresa utilizzata.

Esistono, infatti, diversi tipi di fresa a seconda delle lavorazioni da effettuare, con geometrie diverse:

  • Frese elicoidali
  • Frese a denti sfalsati
  • Frese ad angolo doppio
  • Frese piane
  • Frese a candela
  • Frese a smussare
  • Frese frontali

La fresa CNC viene utilizzata principalmente all’interno di processi di produzione di lotti di quantità limitata, prototipi o elementi progettati su misura. Questo strumento viene impiegato anche per fabbricare utensili impiegati in altri processi come ad esempio gli stampi tridimensionali. L’elevata precisione ottenibile con la fresatura meccanica fa sì che questa possa essere utilizzata anche con alcuni semilavorati ottenuti tramite un processo diverso, aggiungendo caratteristiche ad elevata precisione su un pezzo già lavorato.

Tornitura teflon: la lavorazione delle materie plastiche

Le materie plastiche sono molto adatte e attualmente molto utilizzate, al pari dei metalli, in svariati settori industriali grazie alle loro proprietà di resistenza e flessibilità. Proprio come i metalli, le materie plastiche vengono lavorate grazie all’ausilio di macchinari come fresatrici e torni: benché il procedimento di lavorazione sia simile, è tuttavia necessario prestare le dovute attenzioni e fare le dovute differenze quando si passa dalla lavorazione dei metalli a quella di materiali plastici. Le materie plastiche infatti hanno le loro caratteristiche meccaniche e chimiche specifiche, e devono essere lavorate in modo adeguato se si vogliono ottenere risultati soddisfacenti.

Esistono diversi tipi di lavorazione delle materie plastiche che vengono attualmente utilizzati a livello industriale per produrre lastre, barre, profilati, rulli, boccole e tanti altri componenti, in tutto e per tutto simili a quelli realizzati in metallo. Tra le lavorazioni più utilizzate per le materie plastiche ci sono vari tipi di stampaggio, a iniezione, per compressione e per trasferimento, l’estrusione, la pultrusione, la calandratura etc.

Una delle materie plastiche ampiamente utilizzate è il teflon: questo materiale, noto per le sue caratteristiche meccaniche di grande leggerezza e capacità isolante, può essere in realtà lavorato come un vero e proprio metallo, alla fresa oppure al tornio, utilizzando però degli accorgimenti specifici.

Tornitura teflon: come effettuarla

In primo luogo, per la lavorazione del teflon è necessario utilizzare lame e taglienti dalla spoglia positiva e sempre ben affilati, da far ruotare ad una velocità alta. Il teflon è un materiale che si taglia facilmente, ma bisogna fare attenzione perché è soggetto anche a sbeccature con altrettanta facilità. Il consiglio quindi è di affondare poco la lama, soprattutto in fase di rifinitura, quando la velocità delle lame va anche abbassata leggermente per evitare di deformare il pezzo.

Il teflon così lavorato può essere utilizzato per realizzare pezzi meccanici dallo scarso attrito e pezzi elettronici dall’elevato potere isolante e resistenti a temperature molto elevate, fino a 300 gradi.

Cnc per alluminio: differenza tra fresatura e tornitura

La lavorazione Cnc per alluminio è un tipo di lavorazione di precisione che si avvale dell’utilizzo di macchine Cnc, cioè a controllo numerico, e che consente di forgiare un pezzo finito grazie ad un meccanismo automatizzato di rimozione di materiale a partire da un blocco.

Si tratta di una lavorazione sempre più richiesta per creare componenti in alluminio, perché essendo controllata attraverso un programma informatico che gestisce strumenti motorizzati, permette di raggiungere la massima precisione sia nella fresatura sia nella tornitura, inoltre richiede tempi di realizzazione davvero rapidi.

Vediamo ora la differenza tra le lavorazioni di fresatura e tornitura Cnc e a quali scopi queste diverse lavorazioni possono essere utilizzate.

Fresatura e tornitura alluminio Cnc

Fresatura e tornitura si distinguono principalmente per il tipo di utensili utilizzati, per il processo attraverso cui avviene la lavorazione e per il tipo di pezzi che permettono di realizzare: nella fresatura si utilizzano utensili da taglio rotativi, detti appunto frese, che vengono fissati al piano di lavoro e, muovendosi lungo assi multipli, generalmente da 3 a 5 assi, consentono la rimozione di materiale da un blocco uniforme, da cui viene forgiato il pezzo.

Nella fresatura si distinguono una fase di sgrossatura e una fase di finitura, molto importante per definire la struttura del pezzo. La fresatura Cnc, grazie all’elevata precisione nella lavorazione, fino a 1 micron, permette di realizzare incisioni e sculture e viene utilizzata per la realizzazione di componenti di vario tipo in diversi settori industriali.

La tornitura invece è un processo di lavorazione che utilizza un tornio rotante, che penetra nell’alluminio per creare fori, incavi e scanalature.

Sia la fresatura che la tornitura Cnc consentono massima precisione nella realizzazione di forme geometriche anche molto complesse, grazie a un sistema di controllo computerizzato che permette di “mappare” la linea di taglio in modo automatico.

Lavorazioni meccaniche di fresatura: cosa sono e utilizzi

Le lavorazioni meccaniche di fresatura sono quelle effettuate tramite un particolare strumento, ovvero la fresa. Si tratta di uno strumento costituito da diversi elementi: un basamento, ovvero la tavola, dove viene fissato il pezzo da fresare, un montante (in cui è presente il mandrino, azionato da un motore elettrico). Il moto rotatorio che ne consegue serve per asportare il truciolo.

Attraverso l’utilizzo della fresa si possono ottenere una vasta gamma di superfici: essa è perfetta per la produzione di componenti meccanici, che si svolge in più passaggi. Tra questi non possiamo non citare la sgrossatura e la finitura: con la prima si asporta in maniera veloce ed economica una grande quantità di materiale, mentre con la seconda si ottiene un prodotto conforme al progetto per dimensioni e rugosità delle superfici.

Esistono due tipi di fresatrici: quelle orizzontali e quelle verticali. Le prime hanno il mandrino montato orizzontalmente, mentre le seconde hanno la fresa orientata verticalmente. Grazie a questo utensile si possono realizzare pezzi con standard di precisione elevatissimi, come vediamo qui di seguito.

Lavorazioni meccaniche di precisione: la fresa è perfetta

Anche la fresa può essere settata come macchina a controllo numerico: si tratta di una tecnologia elettronico/informatica che permette alla macchina di effettuare lavorazioni quasi in totale autonomia, con degli standard di precisione e ripetibilità molto alti. Imprescindibile però la presenza di un operatore, che inserisce le istruzioni nel computer che controlla la macchina: esse definiscono la geometria del pezzo e il percorso dell’utensile.

La macchina poi lavora in autonomia e l’operatore interviene solo in caso di guasti o malfunzionamenti: in poche parole controlla il corretto andamento del lavoro. Ne fuoriescono lavorazioni con la precisione di un micron.