Taglio del metallo 3D: come scegliere la giusta tecnologia per il tuo impianto produttivo

Se stai valutando l’acquisto di un sistema di taglio del metallo, una delle decisioni più importanti riguarda la tecnologia su cui puntare.

Non esiste una scelta migliore in assoluto, ma la più idonea a soddisfare le tue esigenze. Dipende sempre dal tipo di lavorazioni e dall'obiettivo che vuoi ottenere: flessibilità, produttività o qualità dei pezzi realizzati.

Tagliare il metallo con un centro di lavoro 5 assi

Come funziona
Un centro di lavoro a 5 assi permette di realizzare geometrie complesse oltre a forature, asole, spianature, tracce di qualsiasi forma sul pezzo, scolpendo letteralmente la parte desiderata da un blocco di materiale grezzo. Si tratta di un sistema di asportazione di truciolo dotato di grande flessibilità, ma principalmente indicato per lavorare pezzi pieni o comunque di un certo spessore (cubi o pezzi grezzi tridimensionali).

Pro e contro

• Flessibilità: i software CAD/CAM consentono di programmare off-line il ciclo di lavoro, simularlo e andare in produzione.
  
  
• Produttività: i tempi ciclo sono maggiori rispetto ad altre tecnologie, infatti le lavorazioni per asportazione di truciolo sono indicate principalmente per lotti di dimensioni medio-piccole o prototipi.
  
  
• I bordi di taglio, come tutta la superficie realizzata per asportazione, possono raggiungere gradi di rugosità prossimi alla rettifica, ma realizzare questo tipo di lavorazioni richiede tempo e il passaggio ad utensili specifici.
  
  
• L’asportazione di truciolo non è la tecnologia adatta quando lo spessore del materiale si riduce a pochi millimetri: per questo i centri di lavoro a 5 assi trovano un impiego limitato sulla lavorazione di profili tridimensionali come tubi curvati, idroformati, stampati, imbuti.
  
  

Per quanto riguarda l'ultimo punto, le motivazioni sono svariate:

• Usura dell'utensile, in presenza soprattutto di materiali duri come acciaio ad alta resistenza o pezzi stampati a caldo. 
  
  
• Possibile rottura dell'utensile, in quanto:
  • È costretto a lavorare in modo "innaturale": l'usura si concentra solo su una parte del tagliente.
  • È soggetto a vibrazioni o grippaggi, che ne causano la scheggiatura o la completa rottura.
    
    
• Vibrazioni e deformazioni del pezzo o del bordo del taglio, causate dagli sforzi che l'utensile per sua natura genera sul pezzo.
  
  
• Difficoltà nel fissaggio del pezzo, per compensare le forze prodotte dall'utensile: operazione particolarmente difficile

Tranciatura e punzonatura

Come funziona
Si tratta di lavorazioni di taglio meccanico del profilo, che utilizzano l’azione combinata di un punzone e di una matrice per imprimere sul materiale uno sforzo di taglio tale da superarne la resistenza meccanica.

Esempio di macchina per la punzonatura

Pro e contro

• Flessibilità: la necessità di punzoni, matrici e lame di tranciatura di forma dedicata al tipo di foro o geometria che si desidera realizzare rende questa tecnologia poco flessibile, specialmente quando il pezzo finale è particolarmente complicato.
  
  
• Produttività: nella lavorazione di grandi lotti produttivi questa tecnologia permette di garantire elevati standard di produttività, in quanto realizza il taglio del pezzo in un solo colpo. Non è indicata per piccoli lotti produttivi o prototipi, dove realizzare utensili dedicati non diventa più conveniente.
  
  
• Il bordo di taglio realizzato per la tranciatura presenta diversi difetti: deformazione dovuta all’ingresso dell’utensile, presenza di bave sul bordo opposto, inclinazione del bordo di taglio che non risulta parallelo all’azione dell’utensile. Tutti difetti che aumentano nel tempo, con l’usura degli utensili.
  
  
• Al fine di garantire una sufficiente resistenza dell’utensile, le lame devono rispettare alcune dimensioni minime: questo aumenta i volumi dello sfrido, lo spreco di materiale e in molti casi impedisce di realizzare tagli sottili.

Taglio al plasma

Come funziona
Il taglio plasma è realizzato da un gas in pressione, trasformato tramite un arco elettrico in plasma e proiettato sulla superficie da tagliare.

Pro e contro

• Flessibilità: il plasma può tagliare solo materiali conduttori ed è utilizzato principalmente nel taglio di lamiere di grosso spessore.
  
  
• Produttività: offre buone produttività su lamiere o profili di spessore molto elevato, tuttavia questo vantaggio si riduce rapidamente con la riduzione dello spessore, dove il taglio laser è nettamente superiore.
  
  
• I bordi di taglio realizzati con il plasma hanno una precisione minore rispetto al taglio laser, essendo affetti da difetti quali: angolarità delle superfici (differente fra i due bordi), bave, arrotondamenti, etc. Difetti la cui riduzione richiede un lungo lavoro di ottimizzazione dei parametri della macchina.

Taglio laser 5 assi

Come funziona
Nel taglio di profili 3D come tubi curvati, lamiere stampate, imbutiti, idroformati, il taglio laser può offrire dei vantaggi competitivi notevoli in termini di produttività, flessibilità e precisione.

Pro e contro

• Flessibilità: con il laser 5 assi si possono tagliare una grande varietà di forme tridimensionali in materiali e spessori diversi. Il software può fare la differenza, permettendo di programmare in modo semplice e veloce il ciclo di lavoro, riducendo notevolmente i tempi di produzione. 
  
  
• Produttività: la rapidità di taglio è una delle caratteristiche principali del laser, specialmente su spessori sottili. Esistono inoltre impianti dotati di sistemi automatici di carico o scarico, o soluzioni per il carico in tempo mascherato: si possono così ottenere vantaggi effettivi in termini di competitività rispetto alla concorrenza.
  
  
• Precisione: nel taglio laser i bordi hanno finitura tanto maggiore quanto minore è lo spessore da tagliare. In ogni caso la precisione è molto maggiore rispetto al plasma: la capacità di concentrare una grande potenza in una superficie estremamente piccola permette di eseguire un taglio molto più sottile e rapido. La superficie del bordo tagliato ha inclinazione molto minore rispetto al plasma e con meno difetti. 
  
  
• I laser non sono tutti uguali: per avere una migliore qualità di taglio serve un sistema di alto livello, dotato di soluzioni software per l’ottimizzazione automatica dei parametri tecnologici.
  
  

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In conclusione: quale tecnologia ti farà battere i competitor?

Dopo questa carrellata, è giunto il momento di capire quale sia la tecnologia che fa per te.
Nell’acquisto di un nuovo impianto per il taglio di profili metallici 3D quali tubi curvati, idroformati, stampati e imbutiti, i criteri principali di scelta sono: 

• Riduzione del costo pezzo
• Qualità della lavorazione
• Caratteristiche dell'impianto, non solo in termini di performance di lavoro ma anche di spazio occupato, potenza assorbita, persone coinvolte etc.

Scegliere il giusto sistema di produzione è un processo che può richiedere anche molti mesi e il coinvolgimento di svariate figure aziendali.

Esistono però alcuni passi che ti permetteranno di operare la giusta scelta nel miglior modo possibile, aiutandoti a valutare l’acquisto sotto ogni aspetto:

• Visita le fiere e i produttori
  Le fiere sono ottime occasioni per vedere un impianto a lavoro e per poter fare anche un confronto con la concorrenza. La partecipazione a fiere ed altri eventi ti permette di capire quello che il mercato può offrire e avere un’idea di quello di cui hai bisogno, tuttavia dato il gran numero di persone e il poco tempo che i consulenti dei vari espositori hanno a disposizione lo step successivo è quello di programmare una visita direttamente dal produttore dell’impianto: in questo modo potrai farti un’idea molto più chiara sull’impianto e su come potrà venire incontro alle esigenze specifiche della tua produzione.
  
  
• Metti alla prova l’impianto che desideri acquistare.
  Durante la visita ad un produttore, è utile preparare uno o più pezzi campione che siano sfidanti e che abbiano non solo le caratteristiche tipiche della tua produzione, ma anche di quelle che prevedi di fare in futuro. Questo ti darà modo di capire in modo effettivo quanto quel determinato impianto sia adatto alle tue esigenze.
  
  
• Un fornitore affidabile, ma non solo…
  Un fornitore rinomato e conosciuto nel suo settore è sicuramente un valore aggiunto, ma talvolta il nome non è tutto. Prima di affidarsi completamente ad un fornitore “importante” è bene chiedersi anche: “Quanto sarò importante io per questo fornitore?”
  
  

  In particolare, quando scegli un nuovo impianto:

  1. Assicurati sempre che il fornitore che stai scegliendo possa offrire anche tutti i servizi di cui puoi avere bisogno durante tutto il ciclo di vita del tuo impianto: piani di manutenzione, formazione, assistenza telefonica, parti di ricambio etc.
     
     
  2. Accertati che possa dedicarsi davvero a te e al tuo business, che possa offrirti un team di tecnici specializzati che parla la tua lingua e sia sempre vicino a te.

  A volte le grandi multinazionali che producono macchine utensili tendono a trascurare i piccoli clienti.

• Immagina il tuo lavoro futuro
  Valuta come l'introduzione del nuovo impianto potrà rivoluzionare il tuo sistema produttivo, sia in termini di produzione che di dinamiche aziendali, ricordando sempre che evolversi e cambiare è alla base dello sviluppo della propria competitività.