La fresatura è un metodo di lavorazione utilizzato principalmente per creare delle superfici piane attraverso l’utilizzo di specifici strumenti da taglio rotanti. Tuttavia, grazie all’introduzione di nuovi studi e tecnologie, in particolare del CAM, oggi è possibile applicare le principali tecniche di fresatura anche per ottenere altri tipi di forme e superfici complesse e sagomate.
La fresatura, inoltre, è stata adottata anche nella produzione di cavità, fori e filettature, che storicamente venivano effettuate solo con macchine e utensili convenzionali. Lo sviluppo di nuovi macchinari di software tecnologicamente avanzati ha permesso di superare il confine delle consuete applicazioni, portando l’industria della minuteria meccanica a un livello più avanzato in termini qualitativi e di produttività.
I macchinari per fresatura: un settore in continua evoluzione
Centro tornitura-fresatura CNC
Come già detto, le macchine per la fresatura sono molto cambiate nel corso del tempo. Inizialmente, tutte le macchine si distinguevano in quattro categorie principali, ovvero i modelli verticali e orizzontali, per fresatura o tornitura. Oggi, invece, si parla di veri e propri centri di lavorazione a 3, 4 o 5 assi in grado di muoversi in tutte le direzioni e soprattutto di macchinari in grado di effettuare sia le operazioni di tornitura che di fresatura.
Le macchine CNC a 3 assi sono più indicate per effettuare lavorazioni di spianatura e per la fresatura di spallamenti; per la creazione di profilature tridimensionali, invece, è preferibile utilizzare macchinari a 4 o 5 assi. Queste ultime rappresentano una categoria ormai molto diffusa nell’industria meccanica, tuttavia, nonostante rappresentino il meglio dello sviluppo tecnologico del settore, possono risultare meno stabili rispetto alle macchine a 3 assi e, quindi, meno adatte per lavorazioni pesanti.
Un’altra tipologia di macchinario presente sul mercato è il transfer. Sono macchine sviluppate ad-hoc per la produzione di un singolo componente e garantiscono un’elevata produttività; utilizzata nella produzione su larga scala, riesce, infatti, ad eseguire lavorazioni consecutive come foratura, maschiatura e fresatura.
Qualità della lavorazione
La qualità di una superficie fresata dipende in gran parte dalla stabilità della macchina, oltre che dagli utensili e dalle condizioni di lavoro. È, inoltre, fondamentale che la potenza della macchina sia adeguata per la lavorazione da effettuare e che il mandrino sia dimensionato correttamente.
Stabilità
La stabilità è una caratteristica molto importante della macchina, in quanto influisce notevolmente sulla qualità della superficie lavorata. Affinché non si verifichino vibrazioni o errori di lavorazione è necessario, dunque, valutare al meglio aspetti come la sporgenza dell’utensile, per esempio, oppure se è opportuno usare un adattatore anti-vibrante.
Potenza e coppia
Transfer fresatura
La relazione tra potenza e coppia in una macchina per la fresatura è di primaria importanza, in quanto ne consegue la buona riuscita del pezzo lavorato. Un primo aspetto di cui tenere conto è che la potenza varia in base a determinati fattori, quali:
- velocità di taglio
- geometria della fresa
- quantità di metallo da asportare
- spessore medio del truciolo
Maggiore è il volume di materiale da asportare, maggiore sarà la richiesta di potenza. Questo è un aspetto da tenere in considerazione soprattutto nei nuovi macchinari, dove il mandrino è direttamente collegato al motore; in questo caso, infatti, se la velocità di rotazione è molto elevata, la coppia disponibile si riduce.
Viceversa, ad una coppia elevata corrisponde, solitamente, una velocità mandrino inferiore; le lavorazioni e gli utensili dovranno, quindi, essere adatti al contesto. Con i mandrini a trasmissione diretta la tendenza è quella di eseguire lavorazioni con elevati avanzamenti e piccole profondità di taglio.
Dimensione del mandrino
Considerato lo stretto rapporto che intercorre tra potenza e coppia, un aspetto fondamentale per una corretta configurazione della fresatrice è la scelta della dimensione del mandrino. L’installazione della fresa corretta, infatti, permetterà di raggiungere l’obiettivo di lavorazione prefissato, garantendo stabilità e precisione.
Le misure tra cui scegliere sono ISO 30, 40, 50, 60, ciascuna con delle proprie caratteristiche; normalmente per i lavori di fresatura che necessitano di una velocità di taglio elevata e, quindi, di una coppia più bassa è meglio usare un mandrino di dimensioni ridotte, mentre per lavorazioni di sgrossatura pesante è preferibile una fresa più grande.
