Nel mondo dell'industria del legno e della lavorazione dei materiali, le macchine a controllo numerico (CNC) hanno un ruolo fondamentale e rappresentano la migliore soluzione per la precisione ed efficienza. Tuttavia, uno degli aspetti più critici nell'utilizzo di queste macchine è la gestione della velocità di avanzamento e numero di giri (RPM) delle frese, che può influenzare notevolmente il risultato finale del lavoro. Dovremmo eseguire delle lavorazioni (prototipali) sul legno e non essendo degli esperti, è fondamentale comprendere come impostare correttamente le macchine.
Si perché se non applichi i parametri di fresata specifici per la tua lavorazione (in base al tipo di legno, al tipo di asportazione ed alla strategia di fresata) otterrai come minimo la superficie del pezzo ruvida e bruciacchiata e correrai anche il rischio di rompere la fresa (o sicuramente di ridurre enormemente la sua durata). Tutti questi problemi faranno diminuire la tua autostima, oltre che il tuo conto in banca, poiché il legno e le frese, anche quelle scadenti purtroppo, costano dei bei soldini.
La Velocità di Avanzamento (Feed Rate)
La velocità di avanzamento, o feed rate, rappresenta la velocità con cui la fresa si sposta attraverso il materiale durante l'operazione di fresatura. Questo parametro è cruciale perché influisce direttamente sulla qualità del lavoro e sulla durata della fresa stessa. Se la velocità di avanzamento non è calcolata adeguatamente tra: materiale da lavorare, macchinario e fresa utilizzata, il risultato finale del lavoro sarà inevitabilmente compromesso.
Una velocità di avanzamento troppo elevata può causare la rottura dell’utensile oppure un numero di giri superiore a quelli massimi può surriscaldare e rovinare l’utensile dato l’enorme attrito che viene prodotto durante la lavorazione. Questi errori possono rovinare velocemente la fresa che dovrà essere sostituita. In ogni caso, come per la tornitura, l'avanzamento è solo una componente del calcolo.
Numero di Giri (RPM) e Diametro della Fresa
Per quanto riguarda il numero di giri, è essenziale considerare le specifiche dell'utensile. Se sulla scatola degli utensili c'è scritto un valore massimo di giri, probabilmente è per il grado di bilanciamento dell'utensile. Nel campo amatoriale, dove i diametri delle frese sono relativamente piccoli, come nel caso di una fresa da 1mm per incisioni su legno, è necessario attenersi ai valori sperimentali consigliati da chi produce gli utensili ed effettuare prove.
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Considerare il Diametro della Fresa: Il diametro della fresa influisce sulla velocità di avanzamento ottimale. Nonché la struttura stessa della fresa, una gamma di frese integrali elicoidali presenta diversi tipi di eliche e diverse grandezze. Ogni fresa è progettata per una determinata lavorazione e ideale per diverse tipologie di materiali.
Avanzamento per Dente e Profondità di Taglio
Per quanto riguarda l'avanzamento per dente, c'è da considerare che in fresatura dipende molto da quanta parte del diametro fresa sia a contatto con il materiale: se si è in spianatura, con la fresa che taglia in pieno, l'avanzamento dovrà essere più prudente. La seconda formula dell'avanzamento invece non è corretta, in quanto i costruttori forniscono l'avanzamento al dente fz (salvo diversa indicazione). Percui 0,012 mm è la quantità di materiale che OGNI dente può asportare ad ogni giro.
La Profondità di Taglio: Questo parametro influisce sulla velocità di avanzamento. Ovviamente riducendo l'avanzamento a dente e la profondità di passata, diminuisce lo sforzo di taglio, quindi puoi aumentare leggermente la Vc.
Fattori Cruciali per l'Impostazione dei Parametri
Come ti devi comportare in questi casi? La risposta è… DIPENDE! Dipende da quali sono i limiti della tua CNC. Ci sono alcuni punti essenziali che è necessario seguire ed alcune “regole” da rispettare, che provengono direttamente da esperti del settore.
Valutare il Tipo di Materiale
Valutare il Tipo di Materiale: La velocità di avanzamento deve essere adattata al tipo di materiale che si intende lavorare. Materiali diversi richiedono velocità di avanzamento diverse. Tendenzialmente più duro e resistente è il materiale, minore sarà la velocità di avanzamento.
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Condizioni dell'Utensile e della Macchina
- Considerare il corretto serraggio dell’utensile sulla macchina: Ci sono delle normative europee da rispettare sulla corretta stretta della fresa sulla pinza, la EN847-1 per esempio delinea i requisiti di sicurezza degli utensili da fresatura e delle lame circolari per la lavorazione del legno. Questa normativa definisce qual è la lunghezza minima di serraggio dell’utensile sotto il quale non si può lavorare.
- Presetting degli utensili: Vuoi aumentare l’efficienza della macchina CNC? Il settaggio della fresa prima di montarla è la via giusta da seguire. Non sottovalutate l’importanza di settare adeguatamente le frese prima del montaggio e controllarle dopo diverso per avere dei dati precisi sulla loro integrità.
- Condizione della fresa: La fresa è in buone condizioni? Consigliamo di sostituire l’utensile con uno nuovo dopo diverse affilature. Una fresa usurata o che è stata affilata tante volte non può lavorare al meglio.
- Pulizia della pinza e del mandrino: La pinza ed il mandrino sono puliti? Sono stati montati correttamente?
- Eccentricità: Un' eccessiva eccenticità (o in inglese Run-out) porta ad avere un carico di taglio (spessore di truciolo) non uniforme: un dente asporterà più materiale degli altri.
Consigli Pratici per l'Ottimizzazione
Come avrete capito è essenziale determinare la velocità di avanzamento considerando sempre un numero di giri (RPM) adeguato alla fresa, macchina CNC e tipo di lavorazione.
- Consultare le Raccomandazioni del Produttore: Il manuale del produttore è la prima “guida” da valutare in caso di dubbi. Possono esserci consigli preziosi per determinare la velocità di avanzamento. Tutti i Coni portautensili sono marcati indicando i "Giri Max", se si superano i giri massimi, non possiamo garantire le stesse performance della velocità ottimale.
- Sperimentare e Testare: Ricordiamo che non esiste una formula precisa ed universale per trovare la velocità di avanzamento perfetta, quindi sperimentare e fare dei test è utile per capire come lavorare al meglio.
- Ascoltare il Suono: Il macchinario CNC non deve vibrare o muoversi in maniera anomala. Un suono irregolare è un campanello di allarme che indica qualche tipo di malfunzionamento o anomalia.
- Monitorare la Temperatura: Sappiamo che non è di uso comune anche se dovrebbe essere uno standard. Sperimentate, sì, ma con tutte le precauzioni e adeguamenti e poi monitorate attentamente il lavoro che ottenete, i dati ed in base a quelli trovate il giusto risultato per la vostra CNC e il vostro lavoro.
- Correlare velocità di rotazione e avanzamento: Se aumenti la velocità di rotazione, aumenterai anche la velocità di avanzamento.
Come tagliare il legno con la CNC | Metodo Scientifico
La capacità di adattare la velocità di avanzamento alle esigenze di uno specifico progetto è quello che distingue i professionisti, un buon lavoro di CNC è preciso, pulito ed efficiente.
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