La fresatura moderna ha fatto passi da gigante grazie alle tecnologie avanzate e alle innovazioni nel campo della lavorazione dei metalli.

In questo articolo, esamineremo in dettaglio due tecniche di fresatura di punta: la fresatura ad alta dinamica (HDM) e la fresatura ad alto avanzamento (HFM).

Scopriremo come queste tecniche possono essere sfruttate per migliorare la produttività, ridurre i tempi ciclo e ottimizzare la durata degli utensili.

Inoltre, analizzeremo i pro e i contro di ciascuna tecnica per aiutarti a scegliere quella più adatta alle tue esigenze.

Soluzioni CAM all’Avanguardia

Le soluzioni CAM (Computer-Aided Manufacturing) rappresentano il cuore della fresatura moderna. Tra le più rinomate troviamo:

  • Mastercam con il suo movimento dinamico HDM.
  • EspritCAM e i suoi cicli di lavorazione ad alta velocità ProfitMilling.
  • SolidCAM con la tecnologia iMachining.
  • CAMWorks e altre piattaforme che promuovono strategie di sgrossatura adattiva come VoluMill.
  • Autodesk Fusion con la sua strategia adattiva Adaptive Clearing.

Queste soluzioni CAM offrono approcci unici alla rimozione dei metalli, fornendo funzionalità che si inquadrano nei termini generali di lavorazione ad alta velocità e  alto avanzamento. In questo articolo vedremo come migliorare la produttività attraverso l’uso di Fusion.

 

Frese ad Alte Prestazioni

Ognuna di queste strategie di sgrossatura ad alta efficienza necessita di utensili dedicati. Gli utensili per fresatura ad alta Dinamica HDM hanno lunghezze del tagliente da 3 volte il diametro a 5 volte e in alcuni casi specifici anche di più, che si sviluppano con cinque o sei eliche.

Questo numero ben bilanciato di taglienti consente velocità di avanzamento e di taglio elevate mantenendo allo stesso tempo uno spazio sufficiente per evitare l’impaccamento dei trucioli.

I rompitrucioli sono inoltre incorporati in una configurazione sfalsata in modo che i trucioli vengano rotti in direzione assiale, senza tuttavia influenzare la qualità della superficie del pezzo finito.

Mentre gli utensili di fresatura per le lavorazioni ad alto avanzamento sono caratterizzati da inserti con angolo di attacco molto piccolo in grado di creare trucioli molto sottili.

 

Utensili per fresatura ad alta dinamica

Sfruttare la Fresatura ad Alta Dinamica (HDM)

La fresatura ad alta dinamica (HDM) utilizza velocità del mandrino che possono superare i 20.000 giri al minuto e profondità di taglio radiali ridotte, solitamente meno del 25% del diametro della fresa, mentre viene utilizzato il tagliente per tutta la sua lunghezza.

Questa tecnica permette una gestione ottimale del carico del truciolo e migliora la finitura superficiale.

Vantaggi della HDM:

  • Elevata Velocità Superficiale: Utilizzo di velocità superficiali elevate e regolazione della velocità di avanzamento per adattarla alla larghezza radiale del taglio.
  • Il carico ridotto sull’utensile diminuisce le forze sull’utensile e sul pezzo mantenendo l’integrità di entrambe.
  • Macchine Utensili Avanzate: Richiede macchine utensili con sistemi di controllo del movimento altamente reattivi e in grado di gestire velocità di avanzamento elevate.

Applicazioni Ideali:

  • Materiali Difficili da Lavorare: Come le superleghe, dove è cruciale mantenere costante lo spessore del truciolo.
  • Perfetta per macchine utensili con elevata precisione e in grado di gestire elevate velocità.
  • Componenti con geometrie complesse e cavità relativamente piccole.

Pro:

  • Ottima per geometrie complesse dove non riuscriresti ad accedere con frese di grandi diametri.
  • Ideale per lavorazioni con profondità fino a 5 volte il diamentro della fresa (con frese speciali si può arrivare fino a 8 volte il diamentro).
  • Elevata stabilità dimensionale grazie ad un maggior controllo delle temperature.
  • E’ un sistema di sgrossatura molto efficiente.
  • Possibilità di lavorare con frese relativamente piccole.

Contro:

  • Richiede macchine utensili avanzate e in grado di gestire movimenti ad alta velocità.
  • E’ possibile utilizzarla solo con strategie CAM avanzate come quelle utilizzate in Fusion.
  • Necessetà di utensili specifici.
  • Non può essere utilizzata in cavità molto profonde.
  • Diventa inefficiente in cavità molto strette inferiori a 1,5 volte il diametro.

 

Vantaggi della fresatura ad alto avanzamento

La fresatura ad alto avanzamento (HFM) utilizza una larghezza di taglio radiale molto ampia e profondità di taglio assiali ridotte, con velocità di avanzamento molto elevate.

Caratteristiche della HFM:

  • Ampia larghezza di taglio radiale: oltre il 50% del diametro della fresa.
  • Le elevate velocità di avanzamento generano una grande quantità di rimozione di truciolo.
  • Frese con angoli di attacco molto bassi, simili a frese a spianare, garantiscono un assottigliamento del truciolo assiale.

Applicazioni Ideali:

  • Grandi Tasche e Cavità: Ottima per pulire grandi tasche come le cavità di uno stampo o componenti aerospaziali in titanio.
  • Macchine Meno Rigide: Le forze di taglio dirette verso l’alto consentono l’uso su macchine meno rigide.
  • Possibilità di raggiungere profondità non raggiungibili con altri tipi di lavorazione.

Pro:

  • Ideale per ampi spazi e quando è possibile utilizzare frese con grandi diametri.
  • Perfetta per lavorare con grandi sporgenze grazie al suo piccolo impegno assiale.
  • Elevata velocità di rimozione del materiale.
  • Possibilità di lavorare all’interno di tasche inferiori a 1,5 volte il diametro della fresa.

Contro:

  • Diventa meno efficiente quando non è possibile utilizzare frese con grandi diametri.
  • Richiedere utensili specifici con geometrie degli inserti dedicati al tipo di lavorazione specifica.
  • Le alte velocità di avanzamento come nel caso della lavorazione dell’alluminio potrebbero richiedere macchine di ultima generazione con cinematiche che siano in grado di supportare spostamenti molto veloci.

 

Consigli Pratici per gestire al meglio queste strategie in Fusion CAD/CAM

Le strategie di sgrossatura ad  alto efficienza di superfici complesse vengono programmate esclusivamente tramite l’utilizzo di software CAD/CAM, in questo video ti mostro come programmarla con Fusion CAM.

 

Fresatura ad alta dinamica o fresatura ad alto avanzamento, quale Tecnica Scegliere?

Non esiste una scelta universalmente migliore; ciascuna di queste strategie di sgrossatura si adatta meglio a situazioni specifiche.

Pertanto, la decisione tra fresatura ad alta dinamica e fresatura ad alto avanzamento dipende da diversi fattori.

Un’attenta analisi dei pro e dei contro descritti in precedenza ti guiderà verso la scelta più appropriata per il tuo caso specifico.

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Immagini gentilmente concesse da Guehring