La truciolatura pesante: un lavoro facile

03/05/2012 - Oliver Hagenlocher

Più grande è il pezzo, minori sono le dimensioni dei lotti – questa potrebbe essere la descrizione delle richieste della truciolatura pesante in molti settori. Questa semplice equazione rappresenta effettivamente una sfida particolare per la costruzione di impianti di energia eolica, per la produzione di veicoli commerciali o per l’industria ferroviaria. Per molti componenti di grandi dimensioni non si richiede solo la produzione in lotti di piccole dimensioni. Dai fornitori sul mercato si esige anche una precisione particolarmente elevata. Processi di produzione di inutile complessità e suddivisi in molte fasi ostacolano questi obiettivi, perché ogni serraggio del pezzo pregiudica sostanzialmente anche la sicurezza dei processi e quindi la qualità di lavorazione. Un approccio più efficace e completamente diverso per la truciolatura pesante è costituito dai centri di produzione VLC di EMAG. Anche i pezzi con un diametro massimo di 1.200 millimetri e un peso di 1.500 chilogrammi vengono lavorati verticalmente all’interno della macchina con un unico serraggio – inclusi i processi multipli di truciolatura e automazione.


Più grande è il pezzo, minori sono le dimensioni dei lotti – questa potrebbe essere la descrizione delle richieste della truciolatura pesante in molti settori. Questa semplice equazione rappresenta effettivamente una sfida particolare per la costruzione di impianti di energia eolica, per la produzione di veicoli commerciali o per l’industria ferroviaria. Per molti componenti di grandi dimensioni non si richiede solo la produzione in lotti di piccole dimensioni. Dai fornitori sul mercato si esige anche una precisione particolarmente elevata. Processi di produzione di inutile complessità e suddivisi in molte fasi ostacolano questi obiettivi, perché ogni serraggio del pezzo pregiudica sostanzialmente anche la sicurezza dei processi e quindi la qualità di lavorazione. Un approccio più efficace e completamente diverso per la truciolatura pesante è costituito dai centri di produzione VLC di EMAG. Anche i pezzi con un diametro massimo di 1.200 millimetri e un peso di 1.500 chilogrammi vengono lavorati verticalmente all’interno della macchina con un unico serraggio – inclusi i processi multipli di truciolatura e automazione.

La truciolatura pesante è in crescita costante. Questo è dovuto sia al grande successo della costruzione di impianti di energia eolica in Cina e in Europa sia all’incremento costante della produzione di veicoli commerciali in quasi tutti i mercati importanti dal Sudamerica all’Asia. Infatti nella prima metà del 2011 la produzione di camion in Brasile ha registrato un aumento superiore al 12 percento rispetto allo stesso periodo del 2010, secondo quanto indicato dagli esperti di commercio estero della Germany Trade and Invest (GTI). Il numero di camion prodotto in Cina è addirittura triplicato tra il 2009 e il 2010. E anche per l’industria ferroviaria si presentano enormi opportunità di crescita in alcuni paesi. La Russia ad esempio investirà oltre 85 miliardi di euro nel suo sistema ferroviario in occasione dei campionati mondiali di calcio del 2018, secondo le stime della GTI.  

Che cosa hanno in comune questi settori per quanto concerne il futuro impiego della truciolatura pesante? Che si tratti di portasatelliti per gli impianti di energia eolica, di dischi dei freni per i veicoli commerciali o di ruote ferroviarie, la sfida per i pianificatori della produzione è analoga. La qualità del pezzo deve soddisfare le massime esigenze, perché i componenti prodotti saranno sottoposti nel loro campo di impiego a sollecitazioni estreme. Un impianto di energia eolica ad esempio viene utilizzato mediamente per 120.000 ore. Per 20 anni viene sottoposto alle estreme sollecitazioni di venti ininterrotti. Al tempo stesso la loro produzione deve disporre della massima flessibilità a causa del numero relativamente ridotto dei pezzi – gli impianti di produzione utilizzati devono poter produrre componenti sempre diversi senza ricorrere a procedure complicate di riattrezzaggio.

Pezzi da lavorare con un peso massimo di 1,5 tonnellate
Che queste richieste possano essere applicate anche nel settore della truciolatura pesante con un impianto compatto non è affatto ovvio. Proprio per la produzione di pezzi di grandi dimensioni molti imprenditori utilizzano processi suddivisi in molte fasi complesse. I centri di produzione VLC di EMAG si basano invece su un principio completamente diverso. Non solo eseguono il carico autonomamente con un mandrino pick-up, ma tutti i processi necessari di truciolatura avvengono all’interno di una sola zona di lavoro.  Tornitura, foratura, fresatura, rettifica, dentatura: tutto avviene in un’unica macchina e con un unico serraggio del pezzo. Per tale ragione gli impianti sono dotati di un tornio con presa automatica, di un mandrino di fresatura e un cambiautensili. L’esecuzione di un unico serraggio del pezzo garantisce una precisione di misurazione elevata e una qualità costante della superficie.

Vantaggi “verticali”  
All’apice della serie di impianti EMAG per la truciolatura pesante si trova la VLC 1200. Con la macchina pick-up al momento più grande del mondo, è possibile lavorare pezzi con un diametro massimo di 1.200 millimetri e un peso di 1.500 chilogrammi. “Nonostante le dimensioni enormi di questi pezzi, l’impianto ottiene la medesima qualità di lavorazione di tutte le altre macchine pick-up verticali EMAG”, dichiara Markus Woitsch, Business Unit Manager Application Engineering. Per poter spiegare il successo degli impianti VLC nella truciolatura pesante, è particolarmente importante analizzare la struttura di base della serie: il mandrino con il pezzo è posizionato verticalmente al di sopra dell’utensile; in questo modo i trucioli cadono direttamente in un convogliatore e vengono trasportati via. In questo modo non si genera alcun apporto di calore dei trucioli nel pezzo e si eludono gli eventuali inconvenienti derivanti da un mandrino di lavoro sporco. “Questo principio rappresenta un vantaggio notevole soprattutto in un processo di truciolatura pesante con pochi operatori e completamente automatizzato”, conferma Markus Woitsch.  Un ulteriore fattore di successo nella truciolatura pesante è costituito dal controllo della qualità. Già l’acquisizione dei pezzi grezzi implica investimenti notevoli. Gli errori nel processo di produzione comportano di conseguenza inutili costi particolarmente elevati. I costruttori della serie VLC hanno assolto a questo compito con una soluzione raffinata fin nei dettagli: un tastatore misura e controlla i pezzi anche tra le diverse operazioni della lavorazione. La sua precisione di misurazione è pari a due micrometri.
 
Casi esemplari dalla prassi
Quali siano i vantaggi per l’utente nei diversi settori applicativi è illustrato da questi due esempi.

  • Per la realizzazione di componenti necessari per l’azionamento della navicella di un impianto di energia eolica, un costruttore ha deciso di utilizzare la VLC 500 di EMAG. Le dimensioni dei lotti corrispondono a circa 120 pezzi la settimana. Per la produzione di sei componenti diversi sono necessari fino a dodici utensili. “Queste cifre rivelano già l’enorme flessibilità di cui l’impianto dispone. Senza dover ricorrere a riattrezzaggi laboriosi, in un unico impianto viene eseguita la truciolatura pesante completa di pezzi completamente differenti”, sottolinea Markus Woitsch. “E allo stesso tempo questo avviene proprio per la costruzione di impianti di energia eolica, dove sono richiesti componenti di qualità particolarmente elevata. E noi possiamo garantire questa qualità con l’impianto VLC.”
  • Tre tonnellate di peso, compreso elemento di serraggio, devono essere sostenute dalla testa del mandrino di una VLC 1200 di EMAG, che viene utilizzata per la lavorazione completa di dischi dei freni e ruote ferroviarie. È a disposizione un deposito a catena con 36 utensili. Le elevate forze di avanzamento dell’asse X e Y del mandrino e una coppia massima di 13.000 newton metri garantiscono brevi tempi di lavorazione. “Con queste enormi forze di azionamento, il pick-up automatico integrato e la combinazione intelligente di applicazioni diverse in un unico serraggio possiamo ridurre dell’80 percento i tempi di lavorazione di un lotto rispetto ai processi finora utilizzati”, dichiara Markus Woitsch.


Riattrezzaggio ridotto – controllo elevato dei processi
Anche per la produzione di componenti per macchine edili, camion o macchine agricole sono palesi i vantaggi del principio multifunzionale, che emergono in molte fasi del processo produttivo. Ad esempio, rispetto alla classica produzione di fabbrica con tre o quattro macchine, i lavori di riattrezzaggio si riducono sensibilmente. “Costituisce una differenza notevole se per la lavorazione di solo dieci pezzi devo riattrezzare tre macchine o solo una”, dichiara Markus Woitsch.

Assolutamente determinante per il successo della serie VLC, che gli specialisti EMAG hanno già installato oltre 100 volte in tutto il mondo, è la sua struttura modulare. Ogni impianto viene configurato secondo le richieste specifiche di produzione dell’utilizzatore. Le possibilità sono notevoli: una o due torrette revolver incorporate, l’integrazione di processi di rettifica e di lavorazione dopo tempra o la diversa potenza dei componenti di VLC 500, VLC 800 e VLC 1200. – EMAG offre la gamma più completa di impianti di tornitura verticali, che integrano in un’unica macchina le operazioni di carico, scarico, misurazione e lavorazione multifunzionale.

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Oliver Hagenlocher

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