Le frese in acciaio al tungsteno, note anche come frese in metallo duro o in carburo di tungsteno, sono strumenti essenziali nella lavorazione di precisione, ampiamente utilizzate in vari settori, dall'odontoiatria alla meccanica, fino alla falegnameria. La loro eccezionale durezza e resistenza le rendono ideali per affrontare materiali che gli utensili tradizionali faticano a lavorare. In questa guida approfondita, esploreremo le caratteristiche distintive di queste frese e le loro molteplici applicazioni, con un focus particolare sull'utilizzo nella lavorazione del legno.
Cos'è il Carburo di Tungsteno e Perché è Così Efficace?
La fresa in acciaio al tungsteno è uno strumento realizzato in acciaio al tungsteno, conosciuto anche come carburo cementato o lega di tungsteno e titanio. Il carburo di tungsteno, noto anche con la sigla WC, è un composto chimico non presente in natura ma che nasce grazie all'elaborazione ad hoc. Si presenta, nella sua versione grezza, in forma di polvere senza odore e dal colore grigio scuro.
Tralasciando i dettagli chimici e fisici più articolati, possiamo dire che la caratteristica fondamentale del carburo di tungsteno è la durezza. Il legame tra questi elementi - carburo e tungsteno - è particolarmente tenace. Questo conferisce al materiale la sua caratteristica durezza, resistenza all'usura e alla deformazione. Infatti, il carburo di tungsteno raggiunge circa 9-9,5 sulla scala di Mohs: un parametro che si avvicina alla durezza del diamante. La durezza della fresa in acciaio al tungsteno è Vickers 10K, seconda solo al diamante. Per questo motivo, le frese in acciaio al tungsteno non sono facili da indossare, sono fragili e dure e non temono la ricottura. Inoltre, resiste molto bene agli ambienti acidi e alle alte temperature dato che fonde a una temperatura difficile da raggiungere: 2.785-2.830 gradi centigradi. Queste caratteristiche fisiche rendono il carburo di tungsteno una soluzione ideale per tutta una serie di attrezzature per la lavorazione di materiali duri.
Tipi di Frese in Metallo Duro e Loro Applicazioni Generali
Le frese in metallo duro sono utensili da taglio utilizzati nelle lavorazioni meccaniche per la rimozione di materiale da un pezzo in lavorazione. SAU è un’azienda leader nel settore della produzione di utensili da taglio, specializzata nella realizzazione di frese in metallo duro. La precisione delle frese in metallo duro si traduce in una migliore qualità della superficie lavorata, riducendo la necessità di ulteriori finiture. Sono particolarmente apprezzate nelle officine meccaniche per la loro capacità di eseguire lavorazioni precise e di alta qualità.
Esistono molti tipi di frese, classificate principalmente per forma geometrica e tipo di taglio. La forma della testa determina il tipo di lavoro che puoi eseguire. SAU offre diverse tipologie di frese in metallo duro, ognuna progettata per applicazioni specifiche:
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- Frese Integrali: Utensili monoblocco realizzati completamente in metallo duro. Sono utilizzate per fresature generali e lavorazioni su materiali duri.
- Frese per Spianatura: Progettate per creare superfici piane su materiali metallici. Questi utensili sono caratterizzati da una geometria specifica che consente un’efficace rimozione del materiale.
- Frese per Smussi: Utilizzate per smussare gli angoli dei pezzi lavorati, creando bordi smussati o inclinati. Trova applicazioni nella produzione di componenti complessi dove è necessario un abbattimento significativo del materiale.
- Elifrese: Utensili specializzati utilizzati principalmente nella fresatura di profili complessi. La loro geometria consente un’ottima evacuazione dei trucioli durante la lavorazione.
- Frese per Scanalatura: Progettate specificamente per creare scanalature precise in vari materiali. Sono ideali per lavorare su vari metalli, inclusi acciaio e leghe.
- Frese per Copiatura: Progettate per replicare forme esistenti su nuovi pezzi. Questi utensili seguono il profilo del pezzo originale, garantendo una riproduzione precisa.
Le frese in metallo duro della gamma di prodotti Klingspor possiedono tutte le proprietà apprezzate dagli utenti più esigenti. I diversi tagli e dimensioni di questi prodotti Klingspor sono in grado di soddisfare tutti i requisiti necessari per la lavorazione di materiali e pezzi specifici. I vantaggi generali dei prodotti sono l'eccezionale aggressività e le prestazioni di taglio, unite a una migliore rimozione dei trucioli e a un minore stress termico sull'utensile e sul pezzo.
Forme Comuni delle Frese
Ogni forma della fresa è usata per un lavoro differente:
- Fresa a testa sferica: Scelta soprattutto per praticare scambi circolari, oppure per entrare dentro spazi angusti che non hanno bisogno di un angolo acuto, ma di un angolo bello ottuso.
- Fresa a cilindro: Può presentare taglienti anche sulla base del cilindro, ovvero la faccia esposta verso l'alto.
- Fresa conica: Ideale quando c’è l’esigenza di dover entrare dentro a delle fessure di forma conica con angolo acuto.
Tipi di Taglio delle Frese
Le frese in metallo duro vendute da Klingspor sono disponibili, tra l'altro, con taglio standard, doppio e ad alte prestazioni:
- Taglio Standard (Universale): La scelta migliore per le attività quotidiane e per un'ampia gamma di altre applicazioni, offre eccellenti proprietà di finitura.
- Taglio per Alluminio: L'opzione giusta quando l'utente deve lavorare su materiali morbidi e a lunga asportazione, include anche la plastica.
- Taglio Doppio: Adatto anche per applicazioni generiche e offre gli ulteriori vantaggi di una migliore maneggevolezza e della produzione di trucioli estremamente piccoli.
- Taglio "Acciaio" ad Alte Prestazioni: Dotato di una dentatura ottimizzata per la lavorazione dell'acciaio.
- Taglio "INOX" ad Alte Prestazioni: Perfettamente adatto per affrontare le sfide della lavorazione dell'acciaio austenitico e dell'acciaio inossidabile resistente alla corrosione e agli acidi. Offre un tasso di asportazione notevolmente più elevato rispetto a un taglio standard.
Fresatura: forza di taglio @meccanicando
Frese in Tungsteno per la Lavorazione del Legno
La lavorazione del legno con frese in carburo di tungsteno richiede una selezione attenta, poiché "non è sempre tutto legno!". In base al tipo di legno che si ha davanti cambierà anche il tipo di materiale che dovrà avere il tagliente della vostra fresa.
Il metallo duro o WIDIA (spesso scritto anche Widiam), è il più comune e il più usato tra tutti i materiali per frese da hobbistica ed è facilmente riconoscibile. Per lavorazioni ripetute (mobili in serie) e materiali duri, il diamante policristallino è un materiale molto duro e offre una durata superiore di 40 volte rispetto agli altri tipi, con un conseguente aumento del prezzo.
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Sapere che tipo di legno andremo a fresare è determinante per scegliere il giusto tipo di materiale della fresa. Quando si va per fare un canale (cioè una fresata in mezzo al legno non passando completamente dall’altra parte, ma creando tipo una sede), è molto importante valutare bene quale parte del pannello deve essere lavorata e come deve venire finita. E ogni tagliente ha una funzione diversa.
Un’alternativa economica è anche la fresa a coltellino intercambiabile: basta avere i coltellini di scorta o ordinarli al bisogno. Oggi abbiamo imparato a scegliere meglio la fresa giusta per le nostre esigenze.
Scelta della Fresa e della Macchina Utensile
Una volta individuata la fresa e scelto il giusto tagliente, è consigliabile scegliere in base all’asportazione richiesta, il tipo di attacco (S, o codolo di attacco). Arrivati a questo punto, individuata la lavorazione adatta con il giusto tagliente, l’attacco idoneo ed analizzato il materiale da lavorare, vi dovete fare un’altra domanda: "Che macchina utensile sto per andare a utilizzare?"
Quando utilizzate una fresatrice manuale, sia che siate degli amanti del fai-da-te o un artigiano, la scelta della fresa assume una grande importanza. Se abbiamo tra le mani una fresatrice con poca potenza e che non riesce ad alloggiare attacchi di grandi dimensioni, le opzioni saranno limitate. I attacchi delle frese per CNC possono variare molto di più rispetto a quelle manuali.
Tecniche di Fresatura: Concorde e Discordanza
Quando la fresa in acciaio al tungsteno è nel processo di fresatura, il pezzo in lavorazione può avanzare lungo o rispetto alla direzione di rotazione dell'utensile, il che influirà sulle caratteristiche iniziali e finali del taglio.
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Fresatura Concorde (nella stessa direzione)
Quando la fresa in acciaio al tungsteno sta fresando nella stessa direzione, la direzione di avanzamento del pezzo è la stessa della direzione di rotazione della fresa in acciaio al tungsteno nell'area di taglio. Lo spessore del truciolo diminuirà gradualmente dall'inizio fino a quando la fine del taglio è zero durante la fresatura periferica. La lama della fresa in acciaio al tungsteno inizia a tagliare dal punto in cui lo spessore del truciolo è maggiore di Z. Ciò può evitare l'effetto di lucidatura riducendo il calore e indebolendo la tendenza all'indurimento della lavorazione. È molto vantaggioso applicare un grande spessore del truciolo Z e la forza di taglio è più facile per spingere il pezzo nella fresa in acciaio al tungsteno, in modo che la lama della fresa in acciaio al tungsteno possa tagliare.
Fresatura Discordanza (inversa)
Quando si esegue la fresatura inversa, la direzione di avanzamento del pezzo è esattamente opposta alla direzione di rotazione della fresa nell'area di taglio. Lo spessore del truciolo inizia ad essere zero e poi aumenta gradualmente con il processo di taglio. La lama della fresa in acciaio al tungsteno inizia a tagliare dallo spessore zero del truciolo, il che produrrà un'elevata forza di taglio, allontanando così la fresa in acciaio al tungsteno e il pezzo. Dopo che la lama della fresa in acciaio al tungsteno è stata forzata nella tacca, di solito entra in contatto con la superficie temprata lavorata causata dalla lama di taglio e produce effetti di attrito e lucidatura sotto l'azione dell'attrito e dell'alta temperatura. La forza di taglio è anche più facile per sollevare il pezzo dal banco di lavoro.
Quando la fresa in acciaio al tungsteno sta fresando, i trucioli rotti a volte saranno legati o saldati al tagliente e si raccoglieranno intorno all'inizio del tagliente successivo. Durante la controfresatura, è facile che i trucioli rotti vengano intercettati o incastrati tra la lama e il pezzo, il che porterà alla frattura della lama.
Vantaggi e Considerazioni sull'Uso
Le frese in carburo di tungsteno, oggi sono le protagoniste nella nostra officina. Per una qualità e un risultato ottimale, la riuscita della vostra fresata deve essere studiata ed avviene molto prima della fresata stessa. Questo tipo di materiale ha un costo più elevato delle normali frese, tipo le rosa, ceramicate o in corindone, ma allo stesso tempo hanno una durata maggiore. Sono frese che puoi utilizzare a livello hobbistico, ma in realtà sono concepite per un uso professionale. Consentono di risparmiare tempo, evitando di cambiare spesso la fresa e durano fino a cinque volte in più delle altre. In pratica sono strumenti particolarmente adatti a chi lavora a livello industriale, nella carpenteria, nella lavorazione generale dei metalli, nella cantieristica navale, nell'automotive.
Un aspetto importante da considerare è la velocità di rotazione. Più è grande la testa della fresa, meno giri saranno necessari perché siamo sempre più lontani dal baricentro della fresa. La nostra raccomandazione è di usare le frese in carburo di tungsteno con una smerigliatrice assiale con velocità regolabile.
Il Carburo di Tungsteno in Odontoiatria: Un Esempio di Precisione
Nel campo dell’odontoiatria, la precisione degli strumenti è fondamentale per garantire trattamenti efficaci e confortevoli per i pazienti. Le frese dentali, realizzate in carburo di tungsteno, si ergono come pilastri insostituibili nella pratica quotidiana degli odontoiatri. Le frese in carburo di tungsteno trovano impiego in una vasta gamma di procedure odontoiatriche. Sono comunemente utilizzate per lo scavo e la preparazione della cavità, la rifinitura delle pareti della cavità, la finitura superficiale del restauro e la perforazione. Tra le loro molteplici applicazioni, spiccano la rimozione di vecchie otturazioni, inclusi gli amalgami, e la separazione e rimozione di lavori dentali. Le frese FG - FRICTION GRIP sono particolarmente rilevanti per la pratica odontoiatrica moderna. Queste frese presentano un’estremità diritta inattiva e vengono inserite nella testa della turbina. La loro trattenuta è garantita dall’attrito derivante dal sistema di bloccaggio della turbina dentale, offrendo una stabilità e un controllo ottimali durante l’uso. Ad esempio, il modello FG # 1157 è una fresa dentale cilindrica con punta tonda progettata per turbine, con diametro di 1 mm, lunghezza totale 20 mm e 6 mm di parte attiva. Questo esempio illustra come le proprietà del carburo di tungsteno siano sfruttate per strumenti di alta precisione in settori esigenti.