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Monday, 18 Dicembre 2017

Maggior produttività nel settore automotive

Nel Centro prototipi di AUDI Ingolstadt vengono compiute lavorazioni impegnative per la produzione di prototipi e di piccole serie. I responsabili si affidano alle frese in metallo duro di Haimer che, per la loro geometria e per la loro qualità, sono idonee alle molteplici lavorazioni di asportazione di metallo. Le proprietà di attenuazione delle vibrazioni e la precisione di concentricità assicurano un considerevole aumento della produttività.

di Adriano Moroni

Ottobre 2017

Le innovazioni occupano un posto di rilievo presso il Gruppo AUDI. Circa 8.600 impiegati a Ingolstadt e circa 1.700 a Neckersulm sono specializzati nel campo dello “Sviluppo Tecnico”. Il Gruppo AUDI ha altri centri di sviluppo a Gyor, Bejiing e San José Chiapa, specializzati nei sistemi di trasmissione meccanici classici e alternativi per costruzioni ultraleggere, in processi produttivi e nella tecnologia dell’illuminazione.
Il Centro di produzione di pre-serie fa parte del Dipartimento di Produzione Sperimentale e si pone al termine della catena di sviluppo. A Ingolstadt ci sono 75 impiegati che si occupano della disponibilità di diversi dispositivi di cambio marcia, di motori e carrozzerie in prototipi per le prime prove pratiche.
Reinhard Kindl, Capo Officina Meccanica, dichiara: “Dobbiamo raggiungere criteri qualitativi simili in termini di precisione e finitura della superficie come nella produzione di serie. Tuttavia senza utensili speciali che, considerando le piccole quantità, sarebbero troppo costosi sia in termini di approvvigionamento che per la relativa programmazione. Per questo abbiamo bisogno di utensili universali d’alta prestazione. “Dragan Pejcinoski, Responsabile tra l’altro anche per l’acquisto di nuovi utensili, afferma: “Preferiamo collaborare con i produttori di utensili che hanno un programma limitato di utensili, ma sono universalmente impiegabili. Per noi è importante un buon servizio di assistenza tecnica, compreso il supporto durante le applicazioni, e brevi termini di consegna”.

Ampliamento della partnership
Da oltre un anno Haimer GmbH è un fornitore preferito per utensili in metallo duro. La collaborazione vera e propria è iniziata in realtà già oltre 20 anni fa. Il Capo Officina si ricorda: “Originariamente abbiamo preso solo i mandrini da Haimer, poi anche la macchina calettatrice. Nel 2002 abbiamo investito in una macchina bilanciatrice Haimer per ottimizzare la concentricità dell’utensile serrato”. Quando Haimer ha ampliato la propria gamma di prodotti con gli utensili in metallo duro, ciò ha richiamato l’attenzione degli specialisti per l’asportazione di metalli nella produzione di prototipi di AUDI.
Nel 2015 la produzione di pre-serie di AUDI ha dovuto preparare un differenziale per un dispositivo di cambio marce e durante il processo sono emerse delle difficoltà che secondo il mastro della Scuola Tecnica, Jakob Mosandl, erano dovute, tra l’altro, alla geometria, che richiedeva lavorazioni di fresatura e di tornitura. “Il serraggio nel nostro centro di lavoro WFL M 35 G era purtroppo un po’ labile. Inoltre, avevamo solo poca esperienza con il materiale del differenziale, il dispendioso acciaio 42CrMo4. Noi lavoriamo per il 90% con leghe di alluminio”.
Solo 1 mm di spessore e maggiore usura dell’utensile
Le prime prove di fresatura di questo differenziale non erano in alcun modo soddisfacenti. Per la pre-lavorazione è stata impiegata una fresa standard con diametro 12 mm e un mandrino per calettamento standard. È stato possibile mantenere la precisione richiesta di pochi centesimi di millimetri solo con un’ampiezza di taglio massima di 1 mm. Nonostante questi valori di taglio moderati, è emerso un altro problema: dopo la lavorazione di un pezzo al massimo l’utensile era già usurato.
Così Reinhard Kindl e la sua squadra hanno chiesto una consulenza ad Haimer. Poiché il serraggio dell’utensile continuava a essere instabile, Oliver Lechner, Direttore delle Vendite della Germania del Sud, ha consigliato di riconfigurare il sistema completo di serraggio. Secondo la sua esperienza, in lavorazioni così impegnative non è sufficiente cambiare l’utensile. In fondo, anche il portautensile influenza ugualmente il processo come il tagliente. La squadra composta da tecnici sia AUDI che Haimer ha sostituito le frese standard precedentemente in uso con le frese in metallo duro Power Mill di Haimer e le ha serrate ai mandrini per calettamento Haimer della serie Power con il Safe-Lock. Mentre il mandrino per calettamento Power consente la riduzione delle vibrazioni, il sistema di sicurezza Safe-Lock, sviluppato da Haimer, impedisce lo sfilamento dell’utensile in caso di forti frizioni ed è equipaggiato di serie con il sistema Cool-Jet che, con scanalature nel mandrino, consente il passaggio del liquido refrigerante fino al tagliente a 80 bar.

Ampiezza di taglio maggiore di nove volte
È stato pianificato il processo di lavorazione insieme a tutto il team, è stata scelta una strategia di programmazione adeguata e sono stati ottimizzati i parametri di taglio.
Con un risultato positivo: a una velocità leggermente maggiore è stato possibile, a pari profondità di taglio, incrementare l’ampiezza di taglio fino a 9 mm - quindi di ben nove volte. Dietmar Ungar, Capo Squadra del Reparto Tecnico di Haimer, riassume: “L’utensile Power Mill in metallo duro d’alta qualità e con elementi in cobalto duro in combinazione con il mandrino per calettamento rafforzato della serie Power può attutire le vibrazioni emergenti durante la lavorazione. Grazie all’elevata stabilità è stato possibile ottenere anche una migliore qualità della superficie e l’usura dell’utensile è stata ridotta. La vita dell’utensile è stata incrementata di tre volte, il che ha ridotto i cambi utensile e i fermi macchina. A causa dell’usura omogenea su tutti i taglienti, il Dipartimento di Assistenza Tecnica di Haimer può riaffilare l’utensile, consentendone un nuovo impiego”.
Anche nel corso di una seconda operazione, la sgrossatura e la finitura di scanalature per tasche con un utensile completo Haimer similare composto del diametro di 8 mm, si è avuto un incremento della produttività del 300%.
Entrambi i miglioramenti della fresatura si ripercuotono positivamente sui tempi di lavorazione totali e sulla produttività: mentre prima erano necessarie 8 ore per la produzione del pezzo, ora ne sono sufficienti 5 - e la macchina è disponibile per altre lavorazioni.

Testati altri utensili con buoni risultati
I risultati ottenuti hanno convinto la produzione di pre-serie di AUDI a continuare a testare altri utensili di Haimer. In particolare, il desiderio di avere frese universali adatte a diversi compiti e a molteplici materiali, ha messo in luce anche la seconda geometria di frese offerta da Haimer. Le frese in metallo duro Basic Mill che, rispetto alle Power Mill, puntano sull’essenziale, sono idonee alla fresatura di cave e alle fresature laterali, così come alla rampa fino a 45° e alle geometrie speciali con taglienti frontali per la foratura diretta. È più economico e l’abituale qualità Haimer resta inalterata. Le frese Basic Mill sono caratterizzate da un codolo h6 e da una concentricità < 10 μm. Dopo numerosi progetti lo Specialista di Utensili Dragan Pejcinoski si dichiara soddisfatto di entrambe le frese in metallo duro: “Utilizziamo le Power Mill per materiali costosi e difficilmente asportabili e per i materiali standard, come le leghe di alluminio e di acciaio, prendiamo le Basic Mill”.
Di recente la squadra per l’asportazione dei metalli di Reinhard Kindl ha testato anche le testine intercambiabili in metallo duro Haimer Duo-Lock: “Siamo ancora nella fase sperimentale, ma possiamo già confermare che le lavorazioni effettuate finora sono riuscite molto bene. A quanto pare l’interfaccia brevettata mantiene quello che promette”, sostiene soddisfatto Kindl.
Basandosi sul design innovativo della filettatura con doppio cono e con la terza superficie di sostegno nella parte posteriore dell’interfaccia, la tecnologia Duo-Lock ha un’elevata concentricità di precisione, stabilità e resistenza. Un sinonimo di resistenza è rappresentato dalla coppia di trazione, per la quale Haimer indica per il diametro 20 il valore di 80 Nm.

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