Si chiamano macchine madri quelle macchine che vengono utilizzate per produrre altre macchine. Renishaw dimostra che la tecnologia additiva in metallo ha raggiunto la maturit\u00e0 completa, tanto che la utilizza per produrre un componente di cruciale importanza per la sua nuova macchina: la RenAM 500Q.<\/p>\n
di Mario Lepo<\/em><\/p>\n <\/p>\n La produzione con tecnologia additiva ha fatto enormi passi in avanti, considerando anche il tempo, davvero limitato, di presenza sul mercato. I miglioramenti si sono visti in tutti gli ambiti: dall\u2019evoluzione delle capacit\u00e0 dei progettisti, ormai consci dell\u2019importanza di una progettazione del tutto dedicata, ai software di gestione della produzione per finire con la crescita di potenza e di numero dei laser impegnati nella fusione selettiva. Il perch\u00e9 di una macchina<\/strong> Abilita anche la produzione di pezzi di valore medio<\/strong> Credere nella propria tecnologia<\/strong> Software e controllo migliorati<\/strong> Pensata per ottenere il massimo della velocit\u00e0 e delle produttivit\u00e0<\/strong> Si chiamano macchine madri quelle macchine che vengono utilizzate per produrre altre macchine. Renishaw dimostra che la tecnologia additiva in metallo ha raggiunto la maturit\u00e0 completa, tanto che la utilizza per produrre un componente di cruciale importanza per la sua nuova macchina: la RenAM 500Q. di Mario Lepo La produzione con tecnologia additiva ha fatto …<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":243,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[36],"class_list":["post-242","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-additive-manufacturing","tag-renishaw"],"openstation_lock":null,"openstation_contributors":[],"openstation_attached_media":[243],"yoast_head":"\n
\nEsistono ormai molte macchine per la produzione additiva in metallo, e alcune di queste dispongono di pi\u00f9 laser, ma spesso dedicati ad aree specifiche su cui lavorare: ne risulta una velocizzazione della produzione, con il limite di poter operare solo in zone separate.
\nRenishaw ha superato questo confine presentando la nuova RenAM 500Q che utilizza ben quattro laser da 500 W capaci di operare tutti contemporaneamente su tutta la superficie di lavoro.
\nPer arrivare a questo risultato Renishaw ha utilizzato per s\u00e9 stessa la tecnologia additiva in metallo che, in questo modo, ha fatto il salto di qualit\u00e0, qualificandosi come \u201ctecnologia madre\u201d. Per arrivare a questo traguardo \u00e8, infatti, necessario che la tecnologia sia conosciuta in modo approfondito e sia considerata totalmente affidabile, ed \u00e8 proprio questo il percorso seguito da Renishaw. Si ha la netta percezione di essere in presenza di un \u201csalto\u201d tecnologico, un elemento scatenante per l\u2019interesse di un\u2019azienda che ha fatto dell\u2019innovazione la sua bandiera: \u00e8 questo che ha portato Renishaw a costruire e vendere macchine per stampa 3D in metallo. Ma la comprensione profonda delle potenzialit\u00e0 di questa tecnologia ha permesso anche il passo successivo: usare la stessa produzione additiva per migliorare le prestazioni creando una macchina fortemente innovativa, la RenAM 500Q, appunto.<\/p>\n
\nL\u2019AM in metallo \u00e8 una tecnologia che solo ora comincia a essere compresa nella sua enorme potenzialit\u00e0, ma esiste un fattore che definisce il confine della sua accessibilit\u00e0 e conseguente diffusione: il tempo ciclo.
\nVale a dire che, in alcuni casi, la produzione di pezzi con tecnologia additiva richiede molto tempo e questo ne confina l\u2019utilizzo solo alla produzione di pezzi meccanici ad altissimo valore aggiunto. Renishaw ha considerato come critico questo confine e ha elaborato una soluzione che rende accessibile la realizzazione in additiva a una gamma pi\u00f9 ampia di prodotti.
\nAmpliare la numerosit\u00e0 di aziende che utilizzano questa tecnologia significa diffonderla e farla crescere: pi\u00f9 utilizzatori significano anche pi\u00f9 progettisti e pi\u00f9 tecnologi in grado di sfruttarla.
\nQuesta macchina non nasce dal nulla, ma \u00e8 frutto di un lungo percorso: la prima macchina Renishaw, la AM 250, era in grado di operare con diversi materiali, e presentava gi\u00e0 alcuni accorgimenti importantissimi, quali la gestione delle polveri con sistemi stagni (per la protezione dell\u2019operatore dalla polvere e della polvere dall\u2019atmosfera) e la possibilit\u00e0 di rabbocco in corso di processo senza doverlo interrompere.
\nPoi si pass\u00f2 a un primo aumento delle prestazioni potenziando il laser nella versione AM 400. Il passo successivo \u00e8 stato la realizzazione di una vera e propria macchina da produzione, la RenAM 500M, pi\u00f9 veloce e ottimizzata per il materiale scelto dal cliente e dotata di gestione automatica della materia prima. L\u2019ultimo passo \u00e8 stato arrivare al multi laser, che segna anche lo stato dell\u2019arte. Diventa facile intuire come un simile incremento di produttivit\u00e0 possa rendere appetibile questa tecnologia a un numero decisamente superiore di aziende e innescare quel processo virtuoso di crescita cui si accennava in precedenza. Processo virtuoso che necessit\u00e0 per\u00f2 di strumenti concreti come questo drastico incremento di produttivit\u00e0 pu\u00f2 offrire.<\/p>\n
\nLa scelta Renishaw di operare con un \u201ccubo di lavoro\u201d di 250 mm di lato \u00e8 motivata dal fatto che in questo volume sono realizzabili una percentuale pi\u00f9 che rilevante dei pezzi meccanici prodotti nel mondo e rappresenta il miglior compromesso tra dimensioni e gestibilit\u00e0 considerata in termini di quantit\u00e0 di polveri impiegate, tempi di svuotamento e pulizia.
\nE, soprattutto, questa dimensione permette di creare lotti pi\u00f9 piccoli, facilmente gestibili nell\u2019ottica della programmazione di una vera produzione: \u00e8 facile intuire che \u00e8 meglio accelerare il singolo lotto facendo concorrere tanti laser a realizzare i pezzi invece di aumentare il numero dei pezzi in un campo di lavoro pi\u00f9 ampio ma che, con laser che lavorino solo in un\u2019area di una macchina, allunga inevitabilmente il tempo totale del ciclo.
\nA parit\u00e0 di volume di lavoro, quadruplicare le sorgenti laser porta a ridurre di quasi quattro volte il tempo di lavorazione in macchina.
\nIl tempo di processo \u00e8 per\u00f2 dato dalla somma di tutti i tempi, non solo da quello della fusione laser. Nella lavorazione additiva oltre a migliorare il tempo vero e proprio di fusione, \u00e8 necessario ottimizzare anche le altre componenti affinch\u00e9 il vantaggio ottenuto dalla riduzione dei tempi di produzione non venga sminuito. Per fare un parallelo con la lavorazione meccanica, i tempi di carico, scarico pezzo e i cambi utensile, fanno parte del tempo ciclo esattamente come la fase di asportazione di truciolo. Come anzi detto, sulle RenAM 500M e RenAM 500Q, le fasi di ricarico della polvere e setacciatura avvengono in modo automatico e questo, in combinazione con un nuovo flusso di gas che accelera la pulizia della camera, porta a notevoli risparmi di tempo. Se \u00e8 vero che i confini attuali dell\u2019applicabilit\u00e0 dell\u2019AM in metallo dipendono dal tempo ciclo, eccoci nella condizione di poter ampliare il campo di applicazione muovendoci dai soli pezzi ad altissimo valore aggiunto a quelli con numeri di produzione pi\u00f9 elevati. L\u2019aumento di produttivit\u00e0 sposta quindi la soglia di accesso alla produzione additiva in quanto abilita, oltre alla produzione di pezzi ad altissimo valore come quelli per aerospace, racing, medicale, anche quella di pezzi di valore medio, ad esempio quelli per molte fasce del comparto automotive, in stretta proporzione alla diminuzione del costo di processo.<\/p>\n
\nTutte le pi\u00f9 grandi aziende produttrici di macchine utensili realizzano i componenti al loro interno e questo fatto \u00e8 di grande importanza per il cliente finale che comprende come l\u2019azienda che propone una determinata macchina sia stata anche utilizzatrice in prima persona di quella tecnologia e ne possa quindi aver apprezzato tutte le qualit\u00e0, ottimizzandone le funzionalit\u00e0 e portandola al massimo della produttivit\u00e0. La certezza che la casa produttrice per realizzare al meglio i componenti che le necessitano sia stata \u201ccostretta\u201d a eliminare le incertezze e a ottimizzare il processo la rende indubbiamente pi\u00f9 credibile agli occhi del cliente potenziale.
\nRenishaw ha realizzato con la tecnologia additiva il blocco dei galvanometri che rappresenta il cuore meccanico del sistema, quello che rende possibile posizionare le quattro sorgenti laser vicinissime tra loro. La precisione geometrica con cui il laser fonde il metallo e la stabilit\u00e0 della macchina dipendono da questo blocco che presenta anche delle caratteristiche che non lo rendono realizzabile con altra tecnologia. La prova di fiducia nelle potenzialit\u00e0 e nella precisione della propria tecnologia che Renishaw offre ai propri clienti con questa scelta \u00e8 molto importante poich\u00e9 non si tratta di un componente qualunque, ma di quello fondamentale per poter raggiungere determinate prestazioni, il vero e proprio \u201ccuore\u201d pulsante del sistema.
\nQuesta macchina sfrutta quattro sorgenti laser in fibra ottica. Il meccanismo che reindirizza ognuno dei quattro laser su un punto preciso con un diametro di messa fuoco pari a 80\u00b5, \u00e8 composto di molte parti elettro-ottiche che lavorano in stretta relazione, in particolare il meccanismo di lancio all\u2019uscita della fibra, il dispositivo di messa a fuoco dinamica e i galvanometri che orientano gli specchi. Nel caso di un singolo laser, eventuali piccoli scostamenti termici della struttura possono essere assorbiti dalla macchina in quanto il laser che fonde \u00e8 uno solo; di conseguenza l\u2019eventuale minima differenza si mantiene poi costante.
\nNel caso di una testa di lavoro con quattro sorgenti invece, l\u2019allineamento relativo degli spot del laser dipende dalla posizione relativa tra gli specchi e la stabilit\u00e0 termomeccanica \u00e8 la chiave del successo. Per mantenere il massimo controllo su di essa, e garantire la stabilit\u00e0 del processo, \u00e8 necessario che i quattro laser siano il pi\u00f9 vicini possibile tra loro e che l\u2019intero blocco che contiene tutti i dispositivi di indirizzamento dei raggi sia mantenuto stabile sotto il profilo termico. La geometria del pezzo, per mantenere le sorgenti laser molto vicine tra loro, \u00e8 decisamente molto complessa, ed \u00e8 resa ancor pi\u00f9 complicata e difficile dalla necessit\u00e0 di inserire all\u2019interno dei canali di raffreddamento per soddisfare la seconda necessit\u00e0. Insomma, esattamente il tipo di sfida progettuale e realizzativa che si pu\u00f2 vincere utilizzando la produzione additiva.<\/p>\n
\nIn parallelo con lo sviluppo della macchina \u00e8 stato implementato anche il software di gestione della produzione. Questo programma potente, facile da apprendere e intuitivo da utilizzare, \u00e8 stato progettato specificatamente per le macchine di produzione additiva Renishaw.
\nOltre alle gi\u00e0 note funzioni di importazione di geometrie .STL e vari formati CAD 3D, orientamento personalizzato dei componenti, aggiunta automatica di strutture di supporto e la revisione rapida delle geometrie e del percorso del laser, ora QuantAM permette anche di allocare posizione e percorso di ognuno dei quattro laser. \u00c8 cos\u00ec possibile, a seconda delle necessit\u00e0, far lavorare pi\u00f9 laser su un pezzo singolo o laser diversi su pezzi diversi. Nell\u2019ottica, attualissima, di acquisire e analizzare una maggiore quantit\u00e0 di dati per ottimizzare il processo, migliorare la gestione della produzione e la competitivit\u00e0 dell\u2019azienda, anche il monitoraggio di processo \u00e8 stato implementato. Intervengono in questa fase sia una telecamera sia dei rilevatori multispettrali che registrano ed analizzano quanto avviene nella pozza di fusione generata dal laser nel letto di polvere metallica. I dati rilevati vengono elaborati dal nuovo software InfiniAM\u2122 Spectral appositamente sviluppato per l\u2019analisi e il monitoraggio di processo. I limiti delle attuali proposte commerciali presenti sul mercato, riassumibili in velocit\u00e0 limitata e analisi di una sola componente spettrale vengono superati da InfiniAM Spectral che, in combinazione con i nuovi sensori installati, riesce a registrare e valutare ad altissima velocit\u00e0 tutte le componenti spettrali e fornire cos\u00ec una valutazione in tempo reale dell\u2019andamento del processo di fusione additiva. La possibilit\u00e0 di disporre di tutti questi dati sia in tempo reale, sia a posteriori, permetter\u00e0 una migliore valutazione dei parametri impostati ed una loro eventuale ottimizzazione, con ulteriori vantaggi per la produttivit\u00e0 del processo e aziendale. Ulteriore differenza di grande rilievo rispetto a quanto presente sul mercato consiste nel fatto che InfiniAM Spectral opera in tempo reale e non solo a livello di report successivo al processo. Vale a dire che si conoscono e visualizzano i dati relativi alla fusione nel momento in cui questa avviene e non a posteriori: questo implica la capacit\u00e0 di InfiniAM Spectral di operare con file di grandissime dimensioni poich\u00e9 la quantit\u00e0 di informazioni che viene prodotta da una lavorazione additiva \u00e8 veramente notevole e i dati accumulati per questo tipo di analisi sono davvero molto, molto consistenti. Solo un software molto potente e dedicato pu\u00f2 riuscire a visualizzare una tale mole di dati con fluidit\u00e0 e durante lo svolgimento del processo. Una ulteriore evoluzione del software Renishaw \u00e8 rappresentata da InfiniAM Central che permette di gestire le informazioni provenienti dalla macchina in remoto, anche attraverso l\u2019utilizzo di apposita applicazione. Questo software riunisce dati recepiti da sensori presenti nella macchina e permette un monitoraggio in tempo reale, come anzi detto, anche in remoto. Si pu\u00f2 quindi conoscere a quale punto della lavorazione \u00e8 giunta la macchina, se si rende necessario aggiungere polvere metallica, e conoscere tutti i parametri di funzionamento per sincerarsi che rimangano nel range previsto dall\u2019utilizzatore o se si manifestano delle deviazioni che, grazie a questo controllo, possono essere immediatamente corrette.<\/p>\n
\nIn ogni ambiente produttivo lo spazio vale oro ed \u00e8 per questo motivo che la nuova RenAM\u00a0500Q \u00e8 appena 120 mm pi\u00f9 larga e profonda della versione a singolo laser che gi\u00e0 vantava il minor utilizzo di spazio a terra della sua categoria. Nel settore delle multi laser questa caratteristica balza ancora di pi\u00f9 all\u2019evidenza. E rappresenta un indubbio vantaggio per ogni utilizzatore, visto che lo spazio per questa nuova tecnologia deve essere preparato ad hoc. La macchina, come e pi\u00f9 della nota RenAM 500M, \u00e8 pensata per ottenere il massimo della velocit\u00e0 e delle produttivit\u00e0 lavorando con il materiale scelto dall\u2019utilizzatore. Proprio per esaltare questo aumento di velocit\u00e0, \u00e8 stata modificata anche la procedura di pulizia della camera di lavoro tra un ciclo e il successivo al fine di accelerare sia l\u2019intervento dell\u2019operatore, sia la ripartenza. Ovviamente anche questa macchina mantiene tutte le caratteristiche di setacciatura automatica delle polveri e di limitazione del contatto operatore tipiche di Renishaw con il sistema a doppia valvola ormai ampiamente collaudato.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"