I processi per la creazione dei particolari meccanici richiedono la rimozione del materiale in eccesso attraverso l’impiego di utensili di lavoro e la rotazione del componente. Il materiale in eccesso viene asportato sotto forma di residuo definito “truciolo”, che avrà caratteristiche differenti in base al tipo di lavorazione in atto.
Con la lavorazione a truciolo si intendono tutti i processi manuali o automatizzati dove il materiale è soggetto a modifiche di forma. Queste ultime vengono eseguite da uno strumento che sottrae materiale: per questo motivo i processi di asportazione sono definiti tecnologia sottrattiva.
La Formazione del Truciolo e le Macchine Utensili
Le macchine che lavorano il materiale tramite l’asportazione del truciolo possono essere suddivise in due categorie ben distinte. Abbiamo le macchine che procedono tramite movimento rettilineo, tra cui rettificatrici, piallatrici e stozzatrici; e le macchine che operano tramite movimento circolatorio, come torni, alesatrici e fresatrici.
Le operazioni di rimozione dei trucioli possono essere suddivise in due macro-famiglie: quelle per l’implementazione di pezzi con forme assiali-simmetriche, cioè con simmetria rotazionale, e quelli per produrre qualsiasi forma, anche molto complessa. Indipendentemente dal processo, le fasi di lavorazione prevedono operazioni di sgrossatura, con la rimozione di grandi volumi di materiale e processi di finitura per raggiungere le specifiche del progetto.
Gli Utensili Impiegati per l’Asportazione del Truciolo
Qualunque processo di lavorazione meccanica che richiede l’asportazione del truciolo, impiega utensili ad alta resistenza quali:
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- Punta di trapano
- Fresa
- Mola
- Lima
- Piallatrice
A seconda del materiale che si intende lavorare, cambiano le sollecitazioni e la resistenza a cui è soggetto l’utensile. Motivo per il quale, il modello degli strumenti impiegati per la lavorazione dev’essere scelto con la massima attenzione, tenendo in considerazione la durezza del materiale e le caratteristiche superficiali del componente meccanico finito. L’asportazione del truciolo risulta più o meno difficoltosa a seconda della duttilità del materiale.
I Movimenti delle Macchine Utensili per la Formazione del Truciolo
Il processo di asportazione del truciolo rappresenta una vera e propria criticità nell’ambito della creazione del componente meccanico. Durante la lavorazione, il componente viene mosso per facilitare la rimozione del residuo secondo metodologie ben precise. Vediamole subito.
- Moto di taglio: Si tratta di un movimento che può essere rettilineo o rotatorio. Il moto di taglio viene impiegato per una sola rimozione del truciolo e assicura una lavorazione precisa anche su componenti particolarmente duri.
- Moto di avanzamento: Si ricorre al moto di avanzamento per rimuovere ripetutamente il truciolo che si forma durante la lavorazione.
Tipologie di Truciolo e la Loro Gestione in Processo
La forma del truciolo è di fondamentale importanza per capire se la tornitura sta procedendo con i giusti parametri. I tipi di truciolo dipendono da molti fattori fra i quali il tipo di materiale utilizzato, il tipo di utensile, i parametri macchina come l’avanzamento, il numero di giri, la profondità di passata.
Truciolo Lungo e Truciolo Corto: Caratteristiche e Soluzioni
Quando il truciolo è troppo lungo si aggroviglia intorno all’utensile complicando in molti casi la lavorazione e mettendo a rischio la vita stessa dell’utensile. Il truciolo troppo lungo può dare fastidio anche al pezzo in lavorazione perché il suo contatto potrebbe danneggiare la superficie ottenendo così una finitura mediocre.
Quando la velocità di avanzamento è troppo bassa per la geometria della placchetta scelta si può verificare questa situazione. In tal caso andrebbe aumentata la velocità di avanzamento oppure si dovrà valutare un’inserto con una forma diversa. Anche l’uso del refrigerante è molto importante ed aiuta a risolvere questo fastidioso problema. Quando la profondità di taglio è troppo bassa in relazione alla geometria dell’inserto scelto potrebbe verificarsi un truciolo troppo lungo per cui una velocità minore ed una placchetta che aiuta la rottura del truciolo risolverebbero questa situazione. La forma e la lunghezza del truciolo dipendono anche dal raggio di punta dell’inserto: se il raggio di punta è troppo grande si deve utilizzare una placchetta più “spigolosa” per accorciarlo. Anche l’angolo di attacco dell’utensile sul pezzo determina il tipo di truciolo: se l’utensile permette un’ampio angolo di registrazione è bene provare a ruotarlo fino a raggiungere una lunghezza del truciolo accettabile, fermo restando tutti gli altri parametri.
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Al contrario, quando i trucioli sono molto corti si incollano fra loro e difficilmente si staccano dal pezzo in lavorazione. Questa difficoltà di distacco riduce la durata degli utensili e spesso determina la rottura dell’inserto a causa delle forze elevate che si distribuiscono sul tagliente. Mantenere un avanzamento elevato contribuisce ed accentua questo “difetto” per cui questo parametro andrebbe ridotto. In questo caso un inserto monolaterale con geometria per avanzamenti elevati è consigliato. Anche in questo caso si deve ridurre l’angolo di punta dell’inserto. L’angolo di registrazione dovrà essere il più piccolo possibile quindi con un grande angolo di attacco.
Come si scelgono giri e avanzamento? Tornitura e fresatura
Truciolo e Finitura Superficiale: Come Ottenere Superfici di Qualità
Quando i trucioli si rompono contro il pezzo in lavorazione lasciano segni sulla superficie finita per cui questa si presenta con un aspetto irregolare sia al tatto che alla vista e non risulta conforme alle tolleranze di rugosità richieste. In questo caso la scelta dell’utensile è di fondamentale importanza e si dovranno usare inserti positivi, ridurre la profondità di taglio e modificare l’angolo di registrazione dell’utensile.
Ma non è sempre il truciolo che rende la superficie irregolare: l’eccessiva usura del tagliente dell’utensile ed una velocità di taglio eccessiva provocano questo difetto. Un avanzamento troppo alto abbinato ad un raggio di punta troppo piccolo genera inevitabilmente una superficie ruvida. La superficie del pezzo potrebbe essere rovinata anche dalle bave. Queste si presentano in uscita del tagliente dal pezzo quando l’avanzamento è troppo basso od il tagliente stesso ha perso la giusta affilatura. Per ridurre il rischio bave vengono utilizzati inserti rivestiti in PVD ed inserti con piccolo angolo di registrazione (grande angolo di attacco).
L'Importanza della Lubrificazione nella Gestione del Truciolo
La lubrificazione gioca un ruolo cruciale non solo per la meccanica della macchina, ma anche per prevenire l'adesione indesiderata dei trucioli. La vite madre e altri elementi rotanti devono essere lubrificati con WD-40 Specialist Lubrificante al PTFE ad alte prestazioni che permette una lubrificazione a lunga durata. Non cola e resta aderente al supporto. Riduce il coefficiente di frizione e facilita il funzionamento delle parti metalliche in movimento.
Il mandrino, smontato nei suoi componenti, può essere trattato WD-40 Specialist Lubrificante al Silicone applicazione pulita, così come le guide del carrello. Si tratta di parti molto importanti e la lubrificazione deve essere perfetta per permettere lo scorrimento dei vari componenti. Torretta portautensili, guide, carrelli: con i medesimi prodotti si lubrificano tutte queste parte soprattutto nelle zone di scorrimento e quelle di serraggio degli utensili che eseguono la tornitura. La lubrificazione dev’essere leggera per non creare addensamenti o colature che incorporerebbero i trucioli metallici.
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L'Evoluzione della Lavorazione a Truciolo e le Nuove Tecnologie
La rimozione del truciolo ha avuto varie fasi evolutive. I centri di lavoro, macchine utensili estremamente versatili, sono oggi in grado di eseguire diversi tipi di lavorazione senza doversi così rivolgere ad un parco macchine composito. La scelta tra un centro di lavoro e una macchina utensile è basata sul tipo di produzione (complessità, quantità di pezzi, precisione, ecc.).
Oggi ci si dirige verso evoluzioni di HSM - lavorazione ad alta velocità, che garantiscono sempre più risparmio di produttività. La lavorazione criogenica potrebbe essere lo standard del prossimo futuro, rappresenta ancora una novità e questi processi sono ancora in fase di studio. Nascono dall’esigenza di ridurre l’impatto ambientale connesso ai refrigeranti (Azoto liquido o CO2). Le lavorazioni standard iniziano ad essere affiancate da quelle non convenzionali. Ultrasuoni e laser, oggi possono essere integrate nella stessa macchina, definita ibrida.
Il Recupero e lo Smaltimento del Truciolo Industriale
Il recupero di rifiuti industriali si differenzia dallo smaltimento perché la destinazione finale del rifiuto nel recupero è acquisire una nuova vita. Il recupero dei metalli ci permette di risparmiare sull’approvvigionamento di nuove materie prime, e, non di meno, di rispettare l’ambiente.
Il Gruppo Il Truciolo è leader nel settore del recupero e della trasformazione dei rifiuti industriali, grazie alle sue società operanti sul territorio nazionale sin dal 1989, offrendo un servizio qualificato e rispondente alle esigenze del cliente. Le Aziende del gruppo hanno saputo interpretare i bisogni di un mercato in continua evoluzione, sempre salvaguardando gli aspetti ambientali e rendendo gli scarti recuperabili una fonte completamente e continuamente rinnovabile.
Per quanto riguarda lo smaltimento, tutto viene gestito da apposite aziende che vengono a scaricare il container una volta che questo è pieno. Spesso i trucioli non vengono decantati o centrifugati prima della raccolta da parte di queste aziende specializzate. Molte aziende, lavorando metalli come Alluminio, bronzo, ottone e acciaio, riescono con il ricavato della vendita dei trucioli a coprire parte dei costi di utensili, inserti e consumo energetico delle macchine.
Per dare un'idea del valore, un paio di settimane fa' il truciolame ferroso è andato a 70 euro/ton. Per l'alluminio, si registrano valori intorno ai 300 euro/ton, mostrando una chiara differenza di valore tra i vari metalli.
Valore di Mercato Indicativo dei Trucioli Metallici
| Tipo di Truciolo | Valore Indicativo (Euro/ton) | Note |
|---|---|---|
| Truciolame ferroso | 70 | Valore di alcune settimane fa |
| Alluminio (trucioli e pezzi) | 300 | Valore attuale |
| Bronzo/Ottone/Acciaio | Variabile | Il valore dipende dalle leghe specifiche e dalle quotazioni di mercato |
Tecnologie Innovative per la Raccolta Differenziata del Truciolo
Attraverso il costante sforzo per promuovere pratiche industriali sostenibili e rispondere alle esigenze dei nostri clienti, Tecnoforme ha sviluppato una innovativa tecnologia di recupero dei materiali. Questa innovazione mira a ottimizzare il processo di raccolta dei trucioli generati durante la lavorazione di materiali e costose leghe metalliche come gli ottoni senza piombo, generando così una gestione più efficiente e differenziata dei materiali.
Il cuore di questa innovazione tecnologica risiede nel principio del riciclo e del recupero dei trucioli, focalizzandosi sull'accumulo orizzontale dei materiali. Questa nuova tipologia d'impianto permette di scaricare i trucioli in più cassoni disposti orizzontalmente. Quando un cassone è pieno, un traslatore sposta il successivo in posizione di riempimento, consentendo la continuità del processo. Questa soluzione è progettata per i centri di tornitura ad alta produttività disposti in batteria. Le macchine utensili coinvolte lavorano i materiali da barra e richiedono una gestione efficiente dei trucioli, specialmente considerando l'impiego di costose leghe metalliche.
L’utilizzo di questa tecnologia consente di adoperare le macchine utensili per un periodo prolungato in modalità non presidiata. La separazione e l'accumulo differenziato dei trucioli in uno o più cassoni forniscono l'autonomia richiesta, riducendo la necessità di frequenti cambi di cassoni e minimizzando l'impatto sulla produzione complessiva. Uno degli aspetti più significativi di questa innovazione è la capacità di gestire in modo differenziato i trucioli in base al tipo di materiale. Con questa innovativa tecnologia di accumulo orizzontale dei trucioli, Tecnoforme dimostra il suo impegno per l'innovazione e la sostenibilità nell'ambito industriale. Questo impianto speciale, non solo risponde alle esigenze specifiche dei clienti, ma contribuisce anche a una gestione più efficiente e differenziata dei materiali, promuovendo una produzione responsabile e consapevole.