Con radici nell'età del bronzo, la tornitura è uno dei processi produttivi più antichi. Come materiali si usavano il legno, l'avorio e, dal Medioevo, il metallo. I meccanici di precisione e gli orologiai utilizzarono torni più avanzati a partire dal XVII secolo. Nel corso dell'industrializzazione, la tornitura divenne una tecnologia diffusa.
Che Cos'è la Tornitura?
Se ti stai domandando come funziona la tornitura sappi che si tratta di un processo che asporta il residuo noto come truciolo. La norma DIN (German Industrial Standard) definisce la tornitura come "il taglio con un movimento di taglio chiuso, generalmente circolare, e con qualsiasi movimento di avanzamento trasversale alla direzione di taglio". L'asse di rotazione del movimento di taglio è fissato al pezzo. Ciò significa che mantiene la sua posizione rispetto al pezzo, indipendentemente dal movimento di avanzamento. L'obiettivo della tornitura è produrre il pezzo nella sua forma geometrica e nelle sue dimensioni in modo preciso e conforme ai disegni tecnici.
Il Principio di Funzionamento
Il principio di base non è cambiato fino ad oggi: un pezzo viene messo in rotazione tramite un mandrino di tornitura e un movimento di taglio viene generato dal contatto con un utensile di tornitura. Un mandrino di tornitura fa ruotare un pezzo. Il contatto con un utensile di tornitura genera un movimento di taglio. L'utensile compie a sua volta un movimento di avanzamento, in modo che il pezzo venga lavorato su un percorso longitudinale dipendente dalla macchina o dal diametro del centro di tornitura. L’asportazione avviene attraverso un movimento di rotazione che, accompagnato dall’azione di una strumentazione da taglio, permette di far ottenere al pezzo la forma desiderata.
I movimenti relativi nella lavorazione consistono generalmente in un movimento di taglio e in uno o più movimenti di avanzamento. Nella tornitura, il pezzo in lavorazione esegue solitamente il movimento di taglio rotatorio e l'utensile esegue i movimenti di avanzamento e di entrata necessari. Il movimento risultante dai movimenti di taglio e di avanzamento è chiamato movimento effettivo. Ma come avviene la tornitura? Le parti in eccesso del pezzo, cioè il sovrametallo, sono staccate dal tagliente che penetra nel materiale e forma il truciolo.
Tipologie e Classificazioni della Tornitura
La tornitura è un tipo di lavorazione meccanica che produce forme di vario tipo. In termini tecnici, in base alle caratteristiche e alla forma della superficie, si distingue tra tornitura di testa, tornitura in tondo, tornitura a vite (compresa la filettatura), tornitura a creatore, tornitura di profilo e tornitura di forma. A seconda della superficie che desideri ottenere dovrai effettuare una tornitura piana, conica, cilindrica, elicolidale oppure una profilatura per una figura complessa.
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Un'ulteriore differenziazione viene fatta in base alla posizione della superficie in tornitura esterna e interna. Se vuoi lavorare una parte esterna del pezzo dovrai eseguire una tornitura esterna: in questo caso l’asse del macchinario sarà posto parallelamente al moto di avanzamento dell’utensile mentre, se la tornitura è interna, cioè se riguarda un pezzo cavo, sia l’avanzamento che l’asse dell’utensile saranno in parallelo a quello di rotazione.
Il processo si suddivide anche in base alla qualità della superficie in sgrossatura, finitura e tornitura fine. Con la lavorazione di tornitura si ottiene il materiale finito. Si arriva al risultato passando attraverso la fase di sgrossatura che serve a rimuovere il grosso del metallo e viene attuata utilizzando utensili che resistono a importanti sollecitazioni. Dopo la sgrossatura eseguirai il processo di finitura con cui si asporta una parte limitata di materiale.
Evoluzione della Tornitura: Dai Torni Manuali ai Centri di Tornitura e Fresatura
Oggi, i moderni torni CNC superano di gran lunga il semplice principio iniziale e sono considerati meraviglie di precisione sempre più flessibili, dalla tornitura di produzione alla lavorazione completa su 6 lati. La tornitura CNC è senza dubbio una delle tecnologie di lavorazione più flessibili. Il continuo sviluppo ha reso i torni ancora più produttivi.
Torrette o supporti lineari per l'alloggiamento di più utensili, utensili azionati, un asse Y per la lavorazione fuori centro e un contromandrino sono oggi spesso caratteristiche standard di un moderno centro di tornitura. Se necessario, una contropunta supporta la lavorazione di pezzi lunghi. Queste attrezzature consentono di produrre pezzi torniti complessi in un'unica area di lavoro, rendendo in molti casi superfluo l'uso di fresatrici aggiuntive.
L'Integrazione della Fresatura e la Lavorazione Completa
L'integrazione della fresatura è stata l'inizio di una fase evolutiva che continua ancora oggi: la lavorazione completa su 6 lati su centri di tornitura e fresatura. I potenti mandrini di tornitura e fresatura che possono ruotare attorno all'asse B portano la lavorazione simultanea a 5 assi al livello delle moderne fresatrici nell'area di lavoro dei torni. La macchina ruota anche il retro di un pezzo su un contromandrino, in modo da poter rimuovere un pezzo finito. A questo punto l'integrazione dei processi si spinge ancora più in là.
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Con l'aiuto di cicli tecnologici innovativi, come quelli offerti da DMG MORI, è possibile produrre ingranaggi o eseguire processi di rettifica. La misurazione in corso d'opera completa l'integrazione di ulteriori fasi di processo. In un contesto di rapidi cambiamenti industriali, gli innovativi torni CNC e i centri di tornitura e fresatura stanno dando un contributo decisivo sulla strada verso la produzione del futuro. Essi costituiscono una base perfetta per l'integrazione dei processi, uno dei quattro pilastri della Machining Transformation (MX) - un approccio con cui DMG MORI consente alle aziende di lavorare in modo competitivo a lungo termine.
Componenti e Tipi di Torni
Come viene costruito un tornio? I torni hanno un mandrino di tornitura che ruota il pezzo e utensili di tornitura che lavorano il pezzo. Una torretta offre spazio per diversi utensili, che vengono guidati verso il pezzo in lavorazione secondo le necessità. In alternativa o in aggiunta, i centri di tornitura e fresatura hanno un mandrino di tornitura e fresatura che cambia gli utensili da un magazzino utensili esterno per eseguire anche operazioni di fresatura.
Quali tipi di torni esistono? La gamma di torni spazia dai torni universali ai centri di tornitura e fresatura per la lavorazione completa su 6 lati. Oggi esistono vari tipi di torni: dai più semplici, utilizzati dagli hobbisti e dagli artigiani tradizionali, fino ai moderni torni a controllo numerico (CNC), che grazie alla programmazione computerizzata garantiscono risultati di alta precisione. Con l'aiuto di utensili motorizzati, molti torni universali eseguono anche operazioni di fresatura.
Le tipologie sono molte e comprendono il tornio parallelo, in uso nelle officine meccaniche, quello a torretta che dispone di numerosi utensili in base ai diversi momenti di lavorazione e il tornio automatico predisposto per lavorazioni in serie. Per grandi pezzi userai torni frontali e verticali mentre utilizzerai il tornio a copiare se dovrai produrre pezzi identici. Il tornio CNC, detto anche a controllo numerico, segue un programma controllato dal computer e ti offre una precisione unica.
Materiali e Utensili per la Tornitura
Gli utensili da tornio sono molti e si differenziano in base alla maggiore o minore possibilità di ottenere le finiture richieste e, quindi, alla loro qualità. Il materiale è uno degli elementi da considerare secondo parametri che riguardano la durezza, la capacità di resistere senza rompersi, la resistenza all’usura e la possibilità di un basso riscaldamento durante il taglio. Troverai una vasta scelta di materiali che va dal diamante policristallino ai materiali ceramici, dal nitruro di silicio agli acciai rapidi e super rapidi, senza dimenticare gli acciai al carbonio, i carburi metallici rivestiti ed altri ancora. La loro resistenza alla flessione e alla compressione e la conducibilità termica sono altre caratteristiche che dovrai considerare al momento della scelta.
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La prima cosa da fare è stabilire quale materiale sarà utilizzato e quali sono le sue caratteristiche. Acciaio dolce o duro, ghisa, ottone e alluminio hanno diverse durezze che richiedono differenti velocità di taglio. Durante la pianificazione dovrai stabilire se le condizioni di lavoro sono favorevoli (per es. taglio continuo), normali o sfavorevoli (per es. taglio interrotto). I pezzi da lavorare vengono posizionati al centro del tornio per mezzo di un mandrino la cui velocità di rotazione è adattata al materiale e all'operazione di tornitura da eseguire.
Tornitura vs. Rettifica: Differenze Fondamentali
Nel campo della lavorazione meccanica, la tornitura e la rettifica sono due metodi di lavorazione ampiamente utilizzati, comunemente applicati a componenti ad albero, elementi di accoppiamento di precisione e finiture superficiali di alta precisione. Questi due processi differiscono significativamente per principi di lavorazione, precisione, livelli di efficienza e scenari di applicazione. La tornitura e la rettifica differiscono completamente nel modo in cui viene rimosso il materiale. Questa differenza determina il loro comportamento nella distribuzione dell'energia di taglio, nel ritmo di lavorazione e nei meccanismi di formazione della superficie.
| Caratteristica | Tornitura | Rettifica |
|---|---|---|
| Principio di lavorazione | Taglio con asportazione di truciolo da un pezzo rotante. Il materiale viene asportato mediante un'azione di tranciatura e il processo di taglio è continuo, con forze di taglio relativamente concentrate. | Lavorazione di ultraprecisione, una mola rotante ad alta velocità rimuove materiale in piccolissimi incrementi. Utilizza innumerevoli grani abrasivi per un taglio su scala micrometrica. |
| Precisione | Consente di soddisfare i requisiti dimensionali della maggior parte dei componenti meccanici. La tornitura CNC moderna può raggiungere una precisione relativamente elevata in condizioni ottimizzate. | Generalmente superiore alla tornitura. Garantisce maggiore precisione dimensionale e minore rugosità superficiale, essenziale nella produzione di precisione. |
| Efficienza | Offre un netto vantaggio in termini di efficienza. Consente di rimuovere rapidamente il materiale grazie a maggiori profondità di taglio, con conseguente riduzione dei cicli di lavorazione. | Si concentra maggiormente sulla stabilità della produzione e sulla costanza della qualità. Rimuove il materiale in piccolissimi incrementi, il che comporta tempi di lavorazione più lunghi ma una maggiore uniformità. |
| Materiali lavorabili | Ampia gamma di metalli, inclusi acciaio al carbonio, acciaio legato, leghe di alluminio e alcuni acciai inossidabili. | Materiali trattati termicamente e induriti, essenziale per la produzione di componenti ad alta durezza. |
Nei flussi di lavoro produttivi reali, la tornitura e la rettifica non sono tecnologie concorrenti, bensì processi complementari.
Concetti Base Nella Tornitura - Lavorazioni Al Tornio - Impara A Tornire
Efficienza, Automazione e Innovazione
La tornitura è ancora di gran lunga la tecnologia più efficiente per la lavorazione di componenti a rotazione simmetrica. La combinazione di velocità di diverse migliaia di giri al minuto e di utensili di precisione a lunga durata garantisce la massima efficienza e una produzione estremamente precisa. La crescente integrazione dei processi si traduce in una produzione più efficiente. I vantaggi della lavorazione completa, in particolare, sono evidenti: riduce al minimo i tempi di lavorazione e libera capacità su altre macchine. Questo crea una maggiore flessibilità nella pianificazione degli ordini. Allo stesso tempo, si riduce anche il carico di lavoro per il personale, lasciando agli operai specializzati più tempo per i compiti più impegnativi nella preparazione del lavoro o nel controllo qualità.
Grazie alla loro enorme versatilità, i torni CNC stanno diventando sempre più la spina dorsale di una produzione efficiente. Grazie alla finitura di pezzi molto complessi, dimostrano quotidianamente che produttività e precisione possono andare di pari passo. I torni rivestono quindi un'importanza centrale per le aziende dell'industria meccanica. Da un lato, garantiscono una posizione competitiva a lungo termine sul mercato grazie alla loro versatilità e alle loro prestazioni.
Automazione e Industrie Leader
La produzione automatizzata sui torni è un problema che si pone fin dagli anni '60, inizialmente con l'utilizzo di alimentatori di barre. In questo caso, la materia prima viene alimentata automaticamente attraverso il mandrino di tornitura. Da allora, le possibilità di produrre pezzi torniti in modo autonomo si sono sviluppate enormemente. Per DMGMORI, questo tema è un altro pilastro della Machining Transformation (MX).
Per questo motivo, il produttore di macchine utensili offre ai suoi torni, centri di tornitura e fresatura e torni di produzione una produttività aggiuntiva con soluzioni di automazione integrate. Queste vanno dagli alimentatori di barre e dai robot integrati per l'asportazione automatica dei pezzi ai caricatori a portale e a una serie di applicazioni robotiche flessibili per il carico e lo scarico autonomo. Questi includono i modelli Robo2Go, MATRIS Light e IMTR.
Con oltre 150 anni di esperienza nella tornitura, DMG MORI dispone di un know-how completo che si riflette in circa 20 serie di torni CNC diversi: Dai versatili torni universali agli innovativi centri di tornitura e fresatura, fino alla tornitura di produzione altamente economica, viene coperta un'ampia gamma di applicazioni. Il portafoglio comprende torni a torretta economici e torni universali flessibili con utensili ad azionamento diretto, contromandrini o contropunte. Dove i torni universali CNC come i modelli NLX, CTX e CLX raggiungono i loro limiti, i centri di tornitura e fresatura di DMG MORI sono solo all'inizio. Macchine come la CLX 450 TC o i modelli delle serie CTX beta TC e CTX gamma TC, nonché le macchine NTX, vengono utilizzate ovunque sia necessario tornire e fresare pezzi impegnativi in modo efficace ed efficiente. I torni di produzione della serie SPRINT o della piattaforma NZ, ad esempio, dimostrano i loro punti di forza soprattutto nella produzione in serie.
La tornitura a controllo numerico è un processo di lavorazione ampiamente utilizzato nell'industria. Consente di lavorare un materiale con un processo a basso costo, per dargli la geometria desiderata rimuovendo i trucioli. I torni industriali a controllo numerico consentono di lavorare un pezzo ruotandolo mentre un utensile da taglio modella la forma desiderata. I pezzi e i prodotti lavorati con il processo di tornitura sono molto precisi. I torni industriali della gamma MECANUMERIC utilizzano un motore potente per tornire tutti i tipi di materiale, compresi legno, materiali compositi e plastici. Il sistema di controllo numerico trasferisce le informazioni dal file di progettazione del computer alla macchina CNC, che lavora il pezzo, indipendentemente dalla sua forma.
Sicurezza e Gestione del Truciolo
La formazione di un truciolo continuo può essere pericolosa per il tecnico addetto al taglio e costituisce un possibile problema per il tagliente, soprattutto se il materiale è l’acciaio o l’alluminio. L’utilizzo del taglio rompitruciolo consente di rompere il truciolo grazie al gradino presente sull’utensile, eliminando così il problema dell’aggrovigliamento intorno al macchinario che, oltre ad essere pericoloso, richiederebbe l’interruzione del lavoro. L’incolumità dell’operaio può essere salvaguardata anche dall’avvolgitruciolo, accessorio con cui si ha l’avvolgimento del truciolo.
Una buona gestione dei pericoli assicura un’ottima resa lavorativa: a questo proposito è necessario ricordare che si può verificare anche un altro problema con cui ti dovrai confrontare e riguarda il tagliente di riporto. Quando sul tagliente, in occasione della tornitura, si deposita del materiale che si salda, ha origine un cappuccio formato da truciolo, sia continuo che discontinuo, che raggiunta una certa dimensione si rompe. Se è vero che questo può creare una deformazione alla geometria dei macchinari per la tornitura è anche vero che difende il tagliente dall’usura, aumentandone la durata.
La Tornitura del Legno: Tradizione e Innovazione
La tornitura del legno è una delle tecniche più affascinanti e antiche della lavorazione artigianale. Originata migliaia di anni fa, questa pratica permette di trasformare un blocco di legno grezzo in un oggetto dalle forme eleganti e precise, attraverso il movimento rotatorio del tornio. Dalle ciotole agli elementi d’arredo, la tornitura offre possibilità infinite, catturando l’attenzione non solo degli artigiani tradizionali ma anche dei designer contemporanei.
Le prime tracce di tornitura risalgono all’antico Egitto, dove veniva utilizzata per creare oggetti di uso quotidiano come stoviglie e decorazioni per la casa. Grazie all’introduzione di torni manuali, gli artigiani riuscivano a dare forma al legno sfruttando la rotazione, un’innovazione rivoluzionaria che facilitava enormemente il lavoro e apriva a nuove possibilità creative. Durante il Medioevo, la tornitura del legno si diffuse in Europa, dove gli artigiani europei perfezionarono la tecnica e iniziarono a realizzare elementi decorativi per mobili e oggetti d’arredamento. Nei paesi nordici, in particolare, divenne una tecnica di riferimento per la creazione di stoviglie e decorazioni, un uso che è rimasto vivo fino ad oggi.
Strumenti e Tecniche Specifiche
Il tornio è lo strumento centrale nella tornitura del legno. Si tratta di una macchina che consente di ruotare il pezzo di legno a velocità variabile, permettendo all’artigiano di lavorare il materiale con precisione. Oltre al tornio, gli utensili manuali come scalpelli e sgorbie giocano un ruolo fondamentale. Questi strumenti sono disponibili in diverse forme e dimensioni e vengono utilizzati per rimuovere il materiale in modo graduale, definendo le linee e i dettagli dell’oggetto in lavorazione. Tra i più comuni ci sono la sgorbia, che consente di creare superfici curve, e il bedano, che serve per ottenere tagli netti e profondi.
Le due principali tecniche di tornitura sono quella longitudinale e quella trasversale. La tornitura longitudinale, in cui l’asse del pezzo è parallelo al tornio, è utilizzata per creare elementi allungati come colonne e bastoni, mentre la tornitura trasversale, con l’asse perpendicolare, è ideale per oggetti come ciotole e piatti. Una tecnica avanzata di particolare interesse è la tornitura a segmenti, in cui l’oggetto è composto da diversi pezzi di legno incollati insieme prima della lavorazione. Questo metodo permette di creare oggetti con motivi complessi, combinando diverse essenze di legno per ottenere effetti cromatici e geometrici. Una volta completata la tornitura, l’artigiano può aggiungere decorazioni come scanalature, intagli e incisioni per arricchire il design. Questi dettagli non solo migliorano l’aspetto estetico, ma possono anche conferire all’oggetto una maggiore funzionalità.
Impatto Ambientale e Prospettive Future
Oggi la tornitura è apprezzata non solo per la sua bellezza, ma anche per il suo basso impatto ambientale. Gli oggetti torniti, spesso realizzati a partire da legno di recupero o da essenze locali, sono intrinsecamente sostenibili. Secondo una ricerca condotta dal “Centro per l’Artigianato Sostenibile“, oltre il 60% dei consumatori preferisce acquistare prodotti in legno certificato, soprattutto se di produzione locale (fonte: Centro per l’Artigianato Sostenibile).
La tornitura non si limita a piccoli oggetti o decorazioni, ma viene ampiamente utilizzata anche nel settore dell’arredo e del design. Sedie, tavoli e lampade sono solo alcuni degli esempi di come questa tecnica possa essere applicata a oggetti di uso quotidiano. Con l’introduzione delle tecnologie digitali, la tornitura ha subito una trasformazione senza precedenti. Le macchine CNC e i software di modellazione 3D permettono oggi di progettare e realizzare oggetti estremamente complessi e dettagliati, con una precisione e una velocità impensabili con i metodi tradizionali. Questa innovazione ha portato a una crescita nella domanda di operatori specializzati, capaci di integrare abilità manuali con competenze digitali. La tornitura del legno è oggi una delle abilità più richieste nel settore del legno-arredo, con un aumento costante della domanda di figure professionali qualificate. In Italia, secondo i dati di FederlegnoArredo, il settore del legno conta oltre 80.000 imprese e rappresenta una delle principali industrie del Paese (fonte: FederlegnoArredo). La tornitura del legno è un’arte che unisce tradizione e innovazione, offrendo a chi la pratica la possibilità di lavorare in modo creativo e sostenibile. L'Italia è da sempre sinonimo di eccellenza artigianale, soprattutto nel settore del legno. La tradizione artigianale italiana ha radici profonde che risalgono a secoli fa e rappresenta uno degli elementi distintivi del Made in Italy nel mondo.
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