Per capire come funzionano fresatrice e fresa CNC bisogna premettere che l’acronimo significa: “Computer Numerical Control”. Si tratta dunque di una macchina a controllo numerico computerizzato. Ciò vuol dire che un dispositivo elettronico gestisce e coordina i movimenti dell’utensile, facendogli seguire traiettorie predefinite su specifici assi. La fresatura CNC è una lavorazione meccanica di precisione per operare su materiali come metallo o plastica in modo da ottenere forme specifiche.
I vantaggi della tecnologia CNC
I vantaggi di questa macchina CNC, soprattutto rispetto alle corrispettive soluzioni tradizionali, sono: precisione assoluta (fino a 100 nanometri), maggior velocità, ripetibilità, adattabilità, agilità e flessibilità. Grazie al CNC, per realizzare la fresatura è sufficiente impostare i parametri della macchina; questa lavora in seguito in totale automatismo. Con lo stesso set-up è possibile produrre una serie di pezzi identici. La maggiore sicurezza offerta dalle fresatrici è un altro grande vantaggio derivante dall’utilizzo di queste macchine. Mentre i metodi antiquati richiedevano che i lavoratori si trovassero in prossimità delle macchine mentre erano in funzione, le fresatrici CNC possono essere azionate da remoto.
Componenti e funzionamento
Le fresatrici CNC sono le macchine su cui è installato l’utensile, ovvero la fresa. Esse si compongono di un basamento, su cui viene posizionato il pezzo da lavorare, e di un montante, dove viene fissato il mandrino. Quest’ultimo consente di serrare e tenere fermo il pezzo in lavorazione, nonché di trascinare in rotazione la fresa. L’utensile è a sezione circolare ed è formato da una serie di denti taglienti. In base alla loro disposizione, le frese si classificano in: elicoidali, piane, ad angolo doppio, a denti sfalsati, frontali, a smussare e a candela.
Il processo funziona rimuovendo parti da un pezzo utilizzando uno strumento di taglio cilindrico rotante controllato da computer che ruota e si muove lungo più assi. Le principali funzioni della fresatura CNC all'interno del processo produttivo riguardano la realizzazione di cave, scanalature, piani, profili sagomati, fori di precisione e lavorazioni tridimensionali complesse.
Primo test di fresatura con CNC in alluminio autocostruita
Configurazioni degli assi
Queste macchine a controllo numerico possono essere:
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- A 2 assi: Il movimento lineare riguarda X e Y, ovvero altezza e larghezza.
- A 3 assi: Il movimento avviene su 3 dimensioni: altezza, larghezza e profondità, ovvero asse X, Y e Z.
- A 4 assi: Al movimento di altezza, larghezza e profondità, si aggiunge la rotazione dell’utensile o del pezzo da lavorare.
- A 5 assi: Oltre ai classici lineari X, Y e Z, vi sono due assi di movimento aggiuntivi di rotazione.
| Caratteristica | Fresatrice Verticale | Fresatrice Orizzontale |
|---|---|---|
| Orientamento mandrino | Verticale | Orizzontale |
| Versatilità | Molto alta | Media (ideale per lavorazioni pesanti) |
| Stabilità | Ottima per precisione | Elevata per grandi pezzi |
Il ciclo produttivo
Il ciclo produttivo prevede in genere una prima fase di sgrossatura, dove avviene una rapida esportazione di materiale, lasciando un sufficiente sovrametallo per lo stadio successivo. I metalli come alluminio, acciaio al carbonio, acciai inossidabili, ottone, bronzo, titanio e leghe speciali possono essere lavorati con estrema efficacia grazie alla fresatura CNC. Lo stesso vale per il lavoro sulle plastiche: la fresatura a controllo numerico si utilizza bene su diverse opzioni come nylon e tecnopolimeri. Questo tipo di operazione viene messa al centro dei processi contemporanei tipici dell'Industria 4.0, diventando un punto strategico dell'automazione e della produzione supportata dai processi digitali.
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