L’asportazione del truciolo è il processo chiave delle lavorazioni meccaniche dal pieno. Si tratta dell'eliminazione di una sezione del materiale di base che permette di ottenere il risultato finale. In altre parole, il truciolo non è altro che il materiale di scarto prodotto durante la lavorazione meccanica dei materiali - come legno e ferro - attraverso processi di asportazione come la tornitura, la fresatura o la foratura. I moderni banchi di lavoro asportano il materiale in eccesso (truciolo) dal blocco in lavorazione, fino ad ottenere il componente desiderato. Il concetto è che l'utensile non taglia il materiale in modo netto ma provoca una deformazione plastica del materiale davanti al tagliente. La lama avanza e comprime l'oggetto della lavorazione fino a creare un punto di rottura: si ha un piano inclinato dove il materiale si separa dal pezzo e viene spinto verso l'alto dall'utensile. La lavorazione per asportazione di truciolo è una tecnica di fabbricazione che prevede la rimozione di materiale da un pezzo grezzo per ottenere la forma desiderata. Questo processo viene eseguito utilizzando utensili da taglio che possono essere montati su macchine utensili come torni, fresatrici, trapani e rettificatrici. La precisione e la qualità superficiale ottenute tramite questi processi li rendono essenziali in molte industrie, tra cui l'automotive, l'aerospaziale e la manifatturiera.
Il Teflon: Proprietà e Peculiarità per la Lavorazione
Ne avrete sicuramente sentito già parlare e buona parte dei vostri utensili da cucina sono composti da questo materiale: il teflon è il re delle nostre case, anche e soprattutto per via della sua incredibile resistenza e per la sua tendenza a durare molto a lungo nel tempo. Ampiamente utilizzato per rivestire pentole e padelle antiaderenti, il teflon si trova spesso anche in guarnizioni, filtri, valvole e protezioni che siano anticorrosive e antiadesive. Le padelle antiaderenti che tutti o quasi possediamo nelle nostre case, pratiche e utilissime, sono dotate di un rivestimento che consiste in un composto a base di fluoro. Chimicamente il teflon è un polimero che si chiama politertrafluoroetilene, formato da carbonio e fluoro, e si presenta come una polvere bianca, inodore, talmente leggera da galleggiare sull’acqua, insolubile anche ai solventi chimici.
Il teflon è un materiale autolubrificante. Al tatto è viscido come una saponetta. Si tratta dunque di un composto che è dotato di una notevole resistenza alle sostanze chimiche, non è infiammabile e non è un conduttore elettrico, ha un’ottima resistenza all’invecchiamento e un basso coefficiente di attrito. Il teflon fonde a 280°C e passa (a seconda del tipo). Non è solo molto resistente, è anche particolarmente malleabile, al punto che lavorarlo al tornio non è particolarmente difficile. Molte materie plastiche (come nylon, teflon, PVC) sono indicate per i processi di produzione industriale con macchine utensili come i materiali metallici. 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. PS: il teflon costicchia...Occhio ad "ammazzare" i pezzi.
Considerazioni Specifiche per la Lavorazione del Teflon
Benchè il procedimento di lavorazione sia simile a quello dei metalli, è tuttavia necessario prestare le dovute attenzioni e fare le dovute differenze quando si passa dalla lavorazione dei metalli a quella di materiali plastici come il teflon. Non avrai "facilmente" problemi di fusione del materiale se, come consigliato, utilizzi inserti positivi per l'alluminio, tuttavia tende a fare il truciolo lungo e quindi il classico "fagotto", soprattutto sulle punte. Inoltre è un materiale molto elastico e, dovendo lavorare con sporgenze oltre 1,5 - 2 volte il diametro, potrebbe dare problemi di flessioni in tornitura. La lubrorefrigerazione non serve al limite, può essere utile, un soffio d'aria per liberare la zona di taglio dal truciolo.
Attenzione perchè, se devi lavorare il teflon caricato vetro, considera che è MOLTO abrasivo. 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.
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Tornitura del Teflon
Per lavorare il teflon è necessario quello che solitamente si chiama tornitura. Attraverso la tornitura del teflon, il materiale si applica perfettamente al metallo da proteggere, rendendolo più robusto e resistente - e pronto, quindi, per l’utilizzo. Non è solo molto resistente, è anche particolarmente malleabile, al punto che lavorarlo al tornio non è particolarmente difficile. Prima di lavorare il teflon al tornio, preoccuparsi che gli utensili siano affilati. Al tornio vale lo stesso discorso: così come per la fresa, anche nel caso tornio gli utensili devono essere molto affilati e avere la spoglia positiva. Una torneria certificata, dunque, può utilizzare per la tornitura del teflon gli strumenti che in genere servono per lavorare i metalli.
La tornitura è un processo di lavorazione in cui il pezzo viene fatto ruotare mentre un utensile da taglio viene fatto avanzare lungo la superficie del pezzo. Questo processo è ideale per la produzione di parti cilindriche e coniche. La tornitura rientra tra le operazioni che sfruttano l'asportazione del materiale e la formazione del truciolo per raggiungere l'obiettivo, con attività di sgrossatura, finitura e filettatura.
Fresatura del Teflon
La fresatura impiega utensili rotanti con diversi bordi taglienti che permettono la realizzazione di componenti dalle geometrie complesse e non regolari. La fresatura impiega una logica inversa rispetto alla tornitura. Per lavorare bene il teflon alla fresatrice è importante avere degli utensili di lavoro che siano molto affilati: alla fresa si può utilizzare qualunque velocità, perché il teflon è un materiale resistente alle alte temperature, non infiammabile e che non conduce elettricità.
Foratura del Teflon
La foratura è una delle operazioni più comuni nelle lavorazioni per asportazione di truciolo e rappresenta un processo essenziale nella produzione meccanica. Viene utilizzata per creare fori cilindrici, solitamente di sezione circolare, su materiali metallici, plastici o compositi. La foratura rientra tra le lavorazioni di taglio, dove l’asportazione del truciolo avviene tramite un utensile chiamato punta da trapano. In foratura io uso velocità di taglio per il bonificato con gli avanzamenti per alluminio raddoppiati. La foratura genera molto calore, ma per il Teflon la lubrorefrigerazione non è strettamente necessaria, se non un soffio d'aria.
Altri Processi di Asportazione del Truciolo
Oltre a tornitura, fresatura e foratura, esistono altri processi di asportazione del truciolo che possono essere applicati anche su materiali plastici come il teflon, a seconda delle esigenze specifiche:
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- Barenatura: Questo processo è del tutto simile alla tornitura, ma, invece delle superfici esterne del componente, lo si impiega per alterare e rifinire i fori. La barenatura si utilizza in componenti internamente assialsimmetrici.
- Alesatura: Anche questo processo viene impiegato per rifinire la superficie interna del foro, ma invece di alterare la sua geometria, l’alesatura viene utilizzata per aumentare la dimensione del foro e ottenere una finitura superficiale molto elevata agendo sul diametro ad asse.
- Filettatura: Lavorazione molto comune e diffusa con la quale si realizza la filettatura interna od esterna del componente meccanico impiegando un utensile a punta.
- Rettifica: Nel caso in cui il componente realizzato non rispetti gli standard definiti in fase di progetto, si può ricorrere alla rettificatrice, una macchina in grado di rimuovere trucioli dalle dimensioni molto piccole, portando i componenti entro i limiti di tolleranza. La rettifica è un processo di finitura utilizzato per ottenere una superficie molto liscia e dimensioni precise attraverso l'abrasione con una mola.
- Smussatura: Al termine dei processi di fresatura e tornitura, il componente meccanico potrebbe presentare dei bordi frastagliati dovuti al fenomeno della deformazione plastica.
Un aspetto interessante è poi quello della lavorazione laser del teflon, che è resa altamente compatibile dalla sua elevata temperatura di fusione e dall’assenza di reticolazione.
Gestione del Truciolo e Ottimizzazione dei Parametri
I parametri che concorrono nella formazione di un truciolo sono differenti. Un angolo di spoglia dell'utensile più grande semplifica lo scorrimento e riduce la deformazione ma un ruolo da protagonista nella formazione del truciolo ce l'ha la velocità di taglio. Questo parametro, infatti, influenza la temperatura nella zona di taglio e il comportamento del materiale. In primo luogo perché dalla forma del truciolo determiniamo la qualità della lavorazione. Ma questo elemento ci può aiutare a capire anche se l'utensile ormai è usurato e deve essere cambiato, così come possono determinare la buona riuscita della lavorazione.
Partiamo dal presupposto che non possiamo valutare il truciolo e la sua forma in termini assoluti perché tutto può cambiare in base al materiale. Però alcuni parametri possono essere un campanello d'allarme o sinonimo di efficienza lavorativa. Nel caso del teflon, come accennato, tende a fare il truciolo lungo e quindi il classico "fagotto", soprattutto sulle punte.
Quando il truciolo assume una forma a nastro o spirale lunga, parliamo sempre di un materiale duttile ma la sintesi è che i parametri di taglio sono corretti e il tagliente versa in buone condizioni. Questa condizione può essere pericolosa perché il truciolo lungo e a spirale si avvolge intorno al pezzo o all'utensile. Non a caso diversi utensili da taglio hanno delle forme che permettono di estrudere i trucioli in modo efficace: se si reintroducono nel processo di lavorazione possono graffiare la superficie lavorata o surriscaldare l'utensile. Quando il rompitruciolo funziona bene hai spirali che si spezzano ogni 5-10 cm, e questo è un bene.
Se il truciolo, invece, è discontinuo o frammentato la velocità di taglio può essere troppo bassa o il tagliente ha una geometria inadeguata, oppure ancora c'è un eccesso di vibrazioni o di irregolarità nell'avanzamento. Ma se il truciolo prima ha una spirale lunga e omogenea e poi cambia, cambia diventando frammentato, c'è qualcosa che non va. Stacca tutto e controlla perché vuol dire che i parametri sono sballati. Le opzioni sono diverse ma c'è un vecchio trucco da meccanico che vogliamo condividere con te: conserva in officina dei campioni di trucioli che descrivono situazioni differenti - taglio ottimale, tagliente usurato, parametri inadeguati - così puoi confrontare rapidamente e capire se c'è qualcosa che non va o se tutto procede al meglio.
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Applicazioni e Importanza delle Lavorazioni per Asportazione di Truciolo
Le lavorazioni per asportazione di truciolo trovano applicazione in molti settori. Ad esempio, nell'Industria Automobilistica per la produzione di componenti motore, alberi, ingranaggi e strutture; nell'Industria Aerospaziale per la lavorazione di parti strutturali, turbine e componenti di precisione; e nella Manifattura Generale per la produzione di utensili, stampi, parti di macchine e attrezzature. Le lavorazioni per asportazione di truciolo rappresentano una tecnologia essenziale per le aziende che desiderano produrre componenti di alta precisione e qualità. L'adozione di macchine utensili avanzate e tecniche di lavorazione innovative può migliorare significativamente l'efficienza produttiva, ridurre i tempi di ciclo e abbassare i costi operativi. La foratura, sebbene possa sembrare un’operazione meccanica semplice, richiede una profonda conoscenza delle tecniche e delle attrezzature coinvolte. Un disegnatore meccanico deve essere consapevole di questi aspetti per creare progetti efficienti e funzionali.
Velocità di Taglio Ottimale per Diversi Materiali
La velocità di taglio (Vc) è la velocità periferica della punta rispetto al pezzo. La combinazione di questi parametri influenza la durata dell’utensile, la qualità del foro e l’efficienza dell’operazione. Sebbene non sia presente un grafico specifico, possiamo presentare una tabella esemplificativa basata sulle indicazioni fornite per i materiali comuni e per il Teflon.
| Materiale | Velocità di Taglio Ottimale (m/min) | Note per la lavorazione |
|---|---|---|
| Acciaio | 70-150 | |
| Alluminio | 150-300+ | |
| Ghisa | 80-120 | |
| Teflon (PTFE) | Alta velocità | Velocità di taglio simili a quelle per materiali bonificati con avanzamenti raddoppiati rispetto all'alluminio per la foratura. Utensili affilati e con spoglia positiva. |
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