Materiali comuni

Acciaio ad alta velocità (HSS):

• Vantaggi: Buona tenacità, resistenza al calore e convenienza per usi generici.
• Applicazioni: Lavorazione di materiali più morbidi come alluminio, plastica e alcuni acciai.

Acciaio rapido al cobalto (HSS-Co):

Vantaggi: Offre maggiore durezza, resistenza all'usura e al calore rispetto all'HSS standard.

Applicazioni: Adatto a materiali più duri come l'acciaio inossidabile e le leghe più dure.

Carburo di tungsteno solido:

• Vantaggi: Durezza, resistenza all'usura e rigidità eccezionali, che consentono velocità di taglio più elevate e una maggiore durata dell'utensile.
• Applicazioni: Ideale per la produzione di grandi volumi, la lavorazione di materiali duri (acciai per utensili, acciai temprati, ghisa) e materiali abrasivi.

Materiali meno comuni e specializzati

Acciai in polvere di metallo (PM):

• Vantaggi: Possono essere formulati con proprietà molto specifiche, fornendo un equilibrio tra tenacità e resistenza all'usura. Adatti per applicazioni di nicchia.

Ceramica:

• Vantaggi: Estrema durezza e resistenza al calore per lavorazioni ad altissima velocità.
• Applicazioni: Scenari specializzati con leghe ad alta temperatura e materiali molto duri. Sono più fragili del metallo duro e richiedono un'applicazione accurata.

Rivestimenti

I rivestimenti migliorano ulteriormente le prestazioni delle frese a raggio concavo, indipendentemente dal materiale di base:

• Nitruro di titanio (TiN): Rivestimento versatile e generico che migliora la resistenza all'usura e riduce l'attrito.
• Nitruro di titanio e alluminio (TiAlN): Offre durezza e resistenza all'ossidazione superiori per applicazioni ad alta temperatura.
• Nitruro di cromo (CrN): Ottimo per la lavorazione di metalli non ferrosi e plastiche, grazie alle sue proprietà di basso attrito.
• Carbonio simile al diamante (DLC): Offre un'estrema resistenza all'usura per le applicazioni più impegnative.

Scelta del materiale giusto

La scelta del materiale ottimale per una fresa a raggio concavo dipende da:

• Materiale del pezzo: Durezza e abrasività sono fattori chiave.
• Parametri di lavorazione: Velocità di taglio, avanzamento e profondità di taglio influenzano la scelta del materiale.
• Requisiti di durata dell'utensile: Considerare l'equilibrio tra le prestazioni di taglio e la durata desiderata dell'utensile.

Rivestimenti comuni per le frese a raggio concavo

• Nitruro di titanio (TiN): Un versatile tuttofare. Migliora la resistenza all'usura e riduce l'attrito.
• Nitruro di titanio e alluminio (TiAlN): Ideale per applicazioni ad alta temperatura grazie all'eccezionale durezza e resistenza all'ossidazione.
• Carbonitruro di titanio (TiCN): Offre una resistenza all'usura e una lubrificazione bilanciata per diversi materiali.
• Nitruro di cromo (CrN): Eccelle nella lavorazione di metalli non ferrosi e plastiche grazie alle sue proprietà di basso attrito.

Rivestimenti specializzati

• Nitruro di alluminio e titanio (AlTiN): Perfetto per la lavorazione ad alta velocità e a secco, grazie alla sua superiore resistenza al calore.
• Nitruro di alluminio e cromo (AlCrN): resiste a temperature ancora più elevate per le applicazioni più impegnative.
• Carbonio simile al diamante (DLC): Resistenza all'usura senza pari e basso attrito per i pezzi abrasivi.
• Rivestimenti multistrato: Combina i punti di forza di diversi rivestimenti per ottenere prestazioni personalizzate.

Applicazioni principali

Filettatura: Creazione di angoli interni lisci e arrotondati (filetti) nei pezzi lavorati. I filetti hanno diverse funzioni:

• Riduzione delle sollecitazioni: Eliminare gli spigoli vivi che possono fungere da punti di concentrazione delle sollecitazioni, migliorando la resistenza del pezzo e la durata a fatica.
• Estetica: Conferiscono un aspetto pulito e rifinito ai componenti.
• Pulizia e rivestimento: Facilita il processo di pulizia e migliora l'adesione di rivestimenti e vernici.

Costruzione di stampi e matrici: Lavorazione di profili e caratteristiche concave per gli stampi utilizzati:

• Stampaggio a iniezione di plastica: Formare vari componenti in plastica.
• Fusione di metalli: Creazione di stampi per la fusione di parti metalliche.

Aerospaziale e automobilistico:

• Superfici concave: Creazione di elementi curvi su componenti aeronautici e automobilistici per scopi funzionali o estetici.
• Sedi di cuscinetti: Lavorazione di superfici concave per cuscinetti da inserire in modo sicuro.
• Canali per fluidi: Creazione di canali concavi per il flusso dei fluidi.

Produzione generale: Aggiunta di profili curvi decorativi o funzionali a un'ampia gamma di pezzi lavorati.

Esempi specifici

• Lavorazione di un filetto su un componente meccanico per evitare cricche sotto carico.
• Creazione di uno stampo concavo per produrre parti in plastica con un bordo arrotondato.
• Fresatura di una sede di cuscinetto concava in un blocco motore.
• Aggiunta di curve concave decorative a un manufatto.

I vantaggi delle frese a raggio concavo

• Precisione e coerenza: La lavorazione CNC garantisce profili concavi altamente precisi e ripetibili.
• Levigatezza: Consente di ottenere una finitura superficiale superiore rispetto ai metodi manuali.
• Versatilità: È possibile utilizzare diversi raggi di taglio per creare varie dimensioni di concavo.

Le frese a raggio concavo, con la loro forma speciale, trovano impiego in vari settori in cui i componenti richiedono curve lisce e rivolte verso l'interno. Analizziamo i settori in cui fanno la differenza:

Aerospaziale:

• Creazione di filetti e transizioni sui componenti degli aerei per ottimizzare l'aerodinamica e l'integrità strutturale.
• Lavorazione di forme concave complesse su pale di turbine o altre parti di motori.

Costruzione di stampi e matrici:

• Formazione di precisi raggi concavi negli stampi utilizzati per lo stampaggio a iniezione di plastica o la pressofusione.
• Aggiunta di transizioni morbide alle cavità degli stampi per un rilascio senza soluzione di continuità dei pezzi e un'estetica migliore.

Automotive:

• Lavorazione di elementi concavi su componenti di motori, trasmissioni e altre parti interne per un funzionamento regolare e un'usura ridotta.
• Creazione di curve decorative su parti e accessori automobilistici visibili.

Dispositivi medici:

Modellare superfici concave biocompatibili su impianti e strumenti chirurgici.

Lavorazione di componenti piccoli e complessi con profili concavi complessi.

Produzione generale:

• Aggiunta di dettagli e filetti radiali a un'ampia gamma di componenti per ridurre le concentrazioni di stress e migliorare la durata a fatica.
• Creazione di curve e profili estetici su prodotti di vari settori.

Cosa rende uniche le frese a raggio concavo

• Geometria specializzata: Il loro profilo concavo consente di tagliare forme a semicerchio nei pezzi in lavorazione, a differenza delle frese standard che eccellono per le superfici piane e gli angoli vivi.
• Versatilità: Queste frese sono disponibili in varie dimensioni, materiali (carburo, HSS) e rivestimenti per gestire diversi materiali e operazioni di lavorazione.

Macchine primarie

• Centri di lavoro verticali CNC (VMC): È il tipo di macchina più comune per l'utilizzo di frese a raggio concavo. La fresa è montata nel mandrino orientato verticalmente e il pezzo da lavorare viene spostato su una tavola con il controllo degli assi X, Y e talvolta Z.
• Centri di lavoro orizzontali CNC (HMC): Simili ai VMC, ma il mandrino è orientato orizzontalmente. I centri di lavoro orizzontale sono spesso utilizzati per pezzi più pesanti o per la lavorazione di più lati di un pezzo in un'unica configurazione.

Meno comuni, ma possibili

• Fresatrici CNC (generale): È possibile utilizzare qualsiasi macchina CNC in grado di tenere e controllare con precisione una fresa a raggio concavo. Questa categoria più ampia comprende sia i VMC che gli HMC.
• Fresatrici CNC specializzate: Sebbene siano progettati principalmente per il legno e la plastica, alcuni fresatori CNC per impieghi gravosi possono essere in grado di gestire metalli più morbidi utilizzando frese a raggio concavo.

Perché le macchine CNC sono ideali

• Precisione: Le macchine CNC offrono l'elevato livello di precisione, accuratezza e ripetibilità necessario per utilizzare efficacemente le frese a raggio concavo.
• Rigidità: La struttura robusta delle macchine CNC riduce al minimo le vibrazioni e le vibrazioni, garantendo un profilo concavo uniforme e una buona durata.
• Automazione: Le macchine CNC consentono di programmare operazioni di lavorazione complesse, permettendo la creazione efficiente e coerente di forme concave complesse.

Ulteriori considerazioni

• Portautensili: Le frese a raggio concavo richiedono un portautensili compatibile, come un mandrino a pinza o un portafresa, da montare nel mandrino della macchina CNC.
• Bloccaggio del lavoro: Il bloccaggio sicuro del pezzo da lavorare è essenziale per una lavorazione accurata e per la sicurezza.

Le frese a raggio concavo modellano le curve lisce verso l'interno, essenziali per varie esigenze di produzione. Conoscere gli elementi chiave del loro design aiuta a scegliere la fresa giusta per ottenere risultati ottimali.

Elementi chiave del design

• Raggio: Determina la curva dell'elemento lavorato. Il raggio della fresa va adattato al progetto.
• Lunghezza di taglio: Determina la profondità di taglio in una sola passata. Scegliete una lunghezza corta, standard o lunga in base alle vostre esigenze.
• Numero di scanalature: Più scanalature significano finiture più lisce, meno scanalature sono migliori per la rimozione dei trucioli.
• Angolo dell'elica: Influenza le forze di taglio e il flusso del truciolo. Angoli elicoidali elevati sono adatti a materiali e finiture più morbidi.
• Collo (Rilievo): Crea spazio per tagli più profondi e profilature.
• Diametro del gambo: Deve corrispondere al portautensili della macchina CNC.
• Materiale: L'HSS è versatile, il metallo duro eccelle per i materiali più duri e la lunga durata dell'utensile.
• Rivestimenti: TiN, TiAlN, CrN, DLC offrono resistenza all'usura e prestazioni superiori.

Progettazione su misura per l'applicazione

Considerate questi fattori nella scelta di una fresa a raggio concavo:

• Materiale del pezzo: La durezza e l'abrasività influenzano il materiale e il design della fresa.
• Operazione di lavorazione: La filettatura e i tagli pesanti possono avere priorità diverse.
• Durata desiderata dell'utensile: Bilanciare le prestazioni con il costo dei materiali e dei rivestimenti avanzati.