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La rivoluzione del Power
SAMPUTENSILI
LA RIVOLUZIONE DEL POWER SKIVING
LA PROGETTAZIONE E LA PRODUZIONE DI INGRANAGGI RAPPRESENTANO UNA VERA E PROPRIA SFIDA TECNOLOGICA IN TERMINI DI PRODUTTIVITÀ E PRECISIONE. A FRONTE DI QUESTE RICHIESTE, IL METODO DI DENTATURA CON COLTELLO POWER SKIVING RAPPRESENTA UNA VALIDA ALTERNATIVA RISPETTO AI TRADIZIONALI METODI DI TAGLIO
L’L’elemento meccanico per antonomasia, oggi come in futuro, è l’ingranaggio, grazie alla sua versatilità ed efficienza. Non solo la progettazione, ma anche la produzione di ingranaggi rappresenta una vera e propria sfida tecnologica. Nel corso degli anni, sono stati sviluppati diversi processi e filiere tecnologiche. La scelta del processo da utilizzare dipende da molti fattori, quali la geometria del pezzo, la qualità desiderata e la produttività che si intendono raggiungere. Nel settore delle automobili e dei veicoli commerciali, per esempio, i processi di dentatura, stozzatura e brocciatura sono i più utilizzati nelle lavorazioni di ingranaggi in soft-forming. Esiste, tuttavia, un’alternativa altamente produttiva, rappresentata dal processo di Power Skiving. Samputensili Cutting Tools è una delle aziende leader nella produzione di utensili per il taglio degli ingranaggi e come tale è un player di riferimento nella progettazione e fabbricazione degli utensili Power Skiving. Fondata a Bologna nel 1949, l’azienda collabora con i maggiori utilizzatori e, ove possibile, con i produttori di macchine di Power Skiving per offrire al mercato la migliore tecnologia esistente in termini di utensili. “Gli esperti di Samputensili studiano accuratamente ogni progetto al fine di applicare la migliore soluzione possibile - dichiara l’Ing. Federico Picchio, Direttore Commerciale di Samputensili Cutting Tools - partendo dalla scelta della tipologia di utensile (a disco, a campana, a gambo o tipo wafer), per arrivare alla definizione della giusta combinazione di materiale e rivestimento in funzione delle caratteristiche del pezzo da produrre e degli output richiesti”.
Il metodo di dentatura con coltello Power Skiving
È ben noto a tutti che la bontà di un processo di taglio, qualunque esso sia, sta nel poter garantire il miglior compromesso tra produttività, qualità e flessibilità.
“Nonostante si tratti di un processo industrializzato di recente – spiega l’Ing. Picchio – oggi è possibile affermare con certezza che, per quanto riguarda il taglio degli ingranaggi cilindrici, il Power Skiving si è già conquistato il gradino più alto sul podio della suddetta combinazione. La teoria che sta dietro al Power Skiving è in realtà stata scoperta all’inizio del secolo scorso, ma mai realmente utilizzata in quanto si scontrava con i limiti tecnologici del tempo. Solo di recente, grazie ai forti passi avanti fatti sia dai costruttori di macchine utensili - mi riferisco in particolare all’utilizzo dei motori “diretti”, encoder di ultima generazione e capacità di calcolo dei controlli numerici che garantiscono rigidità e precisione ad alte velocità di lavoro - che dai costruttori di utensili - in questo caso mi riferisco principalmente ai materiali ed alle ricoperture applicate sugli utensili che garantiscono una vita sufficientemente lunga all’utensile - è stato possibile recuperare e quindi industrializzare questo processo.
Appena il Power Skiving è comparso sulla scena, il clamore tra gli addetti ai lavori è stato palpabile, soprattutto tra quelli più attenti agli aspetti tecnologici. Occorre tenere presente che da anni non c’era più nulla di veramente nuovo nel mondo del taglio degli ingranaggi e già questo di per sé ha suscitato un grande interesse. Va inoltre sottolineato che è stata da subito chiara la percezione delle elevate potenzialità di questo processo e, se quindi aggiungiamo il “fascino” di trovarsi di fronte a qualcosa di cui “finalmente” non si conoscevano i reali limiti, allora si spiega bene il grande successo che il Power Skiving ha riscontrato”.
Il Power Skiving è un processo di taglio continuo che lavora per generazione. “Immaginate – continua l’Ing. Picchio - due ruote che ingranano tra di loro ma ad una delle due (l’utensile) viene dato un angolo d’incrocio Σ, generalmente intorno ai 20°, che ne determina l’azione tagliente. Combinando le velocità di rotazione dei due componenti con un avanzamento dell’utensile lungo l’asse del particolare da lavorare, si genera la dentatura su tutta la fascia della ruota. Il Power Skiving si va ad inserire in un campo dove la dentatura a creatore, la stozzatura e la brocciatura la fanno, o forse si dovrebbe dire la facevano, da padrone. A dire il vero ad oggi il maggiore campo di utilizzo del Power Skiving riguarda dentature interne od esterne sotto battuta, andandosi a scontrare quindi fortemente con la tecnologia di stozzatura ma, nel caso di dentature interne passanti, anche contro la brocciatura”. Rispetto alla stozzatura il vantaggio evidente del Power Skiving è la velocità: i tempi macchina sono di 5-6 volte inferiori, aspetto che, come ben noto, è il principale driver nel calcolo del costo del pezzo prodotto. Rispetto alla brocciatura il vantaggio è soprattutto nella flessibilità del processo e semplicità di gestione dell’utensile, soprattutto nei casi di brocce medio-grandi o lotti produttivi medio-piccoli.
“Come anticipato – prosegue l’Ing. Picchio - difficilmente ci si scontra contro la dentatura a creatore che, ove possibile, rimane il metodo di taglio per ingranaggi più largamente utilizzato, pur presentando tempi macchina analoghi al Power Skiving. In questo caso la motivazione va ricercata nel minor costo d’investimento del macchinario, combinata ad una maggior produttività dell’utensile. Ma se vogliamo confrontare le due tecnologie dal punto di vista del campo di applicazione, allora il processo di Power Skiving surclassa quello della dentatura a creatore”. La flessibilità di questo nuovo processo si estende anche oltre, andando a toccare aspetti fino ad ora considerati incompatibili con le altre tecnologie ormai già ampiamente consolidate. Utilizzando gli assi macchina, si possono infatti apportare correzioni di inclinazione del profilo (Fha). “Infine, ultimo aspetto ma non per questo meno importante, parliamo della qualità. La tecnologia del Power Skiving permette di ottenere delle qualità molto alte sia in termini di geometria che di grado di lavoro, per non parlare del caso del cosiddetto Hard Power Skiving, ovvero di quando si lavorano (finitura) dentature già trattate termicamente tramite l’utilizzo di utensili in metallo duro. Per tutto quanto detto fino ad ora, si può bene intuire come il settore dell’automotive abbia fortemente strizzato
Schema di posizionamento del coltello rispetto all’ingranaggio
l’occhio a questa tecnologia, in modo particolare in seguito alla forte spinta verso la mobilità elettrica che ha rivoluzionato i requisiti delle scatole di trasmissione in termini di peso, compattezza, coppia trasmissibile e silenziosità”, spiega l’Ing. Picchio.
Utensili di Power Skiving progettati su misura per il processo
È chiaro che un’azienda come Samputensili non poteva rimanere indifferente di fronte alla comparsa di questa nuova tecnologia e al fermento da essa generato. “Ci siamo infatti immediatamente organizzati proponendoci come partner per lo sviluppo dell’utensile ad aziende produttrici di macchinari nonché agli utilizzatori finali, abbiamo investito sullo sviluppo di software di progettazione, creato sinergie tra i nostri uffici tecnici e di ricerca e sviluppo dislocati nel mondo. Abbiamo studiato come lavorano i software delle macchine sul mercato perché non tutte sono uguali, non tutte si “muovono” nello stesso modo a parità di risultato ottenuto”, racconta l’Ing. Picchio. Una tecnologia che richiede velocità di utilizzo dell’utensile molto elevate comporta necessariamente un alto grado di stress meccanico dell’utensile stesso. “Questo ci ha costretti ad analizzare ogni minimo dettaglio anche dal punto di vista produttivo, prestando una grande attenzione ad aspetti come la rugosità delle superfici, il raggio e l’uniformità del tagliente. Abbiamo inoltre consolidato ulteriormente il rapporto con Oerlikon Balzers, il nostro partner per la ricopertura, investendo in macchinari che ci permettessero di migliorare e di monitorare la qualità dei nostri processi. Ormai da qualche anno possiamo dire che tutti questi sforzi ci stanno dando grandi soddisfazioni.
Samputensili ora è in grado di progettare l’utensile, prevederne il risultato ottenuto lungo la sua vita, scegliere il materiale e la ricopertura più idonei all’applicazione e infine suggerire la strategia di taglio per ogni singolo caso di applicazione.
La forza di Samputensili non sta solo nel fornire utensili di qualità, ma di gestirne anche la rigenerazione al fine di garantire una stabilità di prestazioni dell’utensile lungo tutta la sua vita. Questo è un aspetto che chi ha a che fare con la produzione sa bene quanto sia importante. La sensibilità sviluppata nel tempo nei confronti del servizio al cliente ci ha portato ad organizzare dei corsi di formazione rivolti a tutte le imprese che intendono avere uno strumento di supporto alla formazione dei propri dipendenti impegnati quotidianamente nella progettazione, produzione e nel controllo degli ingranaggi cilindrici, nonché nell’acquisto degli utensili necessari. Per maggiori informazioni, vi invito a visitare il sito www.samputensili.com/it”, conclude l’Ing. Picchio.
