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TTM

Innovation & High Technology

TUBE TECH MACHINERY

Magazine

Numero cinque - maggio 2010 - Semestrale prodotto da Tube Tech Machinery

L’XXL non è più un problema Tempi di consegna sempre più ridotti, necessità di contenere e possibilmente ridurre i costi, la crescente difficoltà nel reperimento della materia prima: sono questi alcuni fra i principali argomenti che hanno spinto Tube Tech Machinery a investire nella ricerca di nuove soluzioni per offrire al mercato una macchina in grado di saldare in automatico lamiere “standard” per ottenere il grande formato, il cosiddetto “tailored blanks”. a ancora il nome del padre fondatore, ma alla guida della Benito Mattiolo & C., oggi, vi è il figlio Stefano che da tempo porta avanti un processo di modernizzazione dell’attività. Un percorso che l’ha portato a investire in un innovativo sistema di taglio laser 3D del tubo.

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l dispositivo TTLaserScan© messo a punto da Tube Tech Machinery ha lo scopo di correggere, in tempo reale, e senza introdurre particolari rallentamenti, la deviazione di un tubo soggetto a bending quando questo viene sottoposto alle lavorazioni laser.

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nche in precedenza il primato era appannaggio sempre di TTM con il suo sistema FL600, ma tra breve tempo entrerà in funzione il nuovissimo FL800, l’impianto più grande al mondo in grado di lavorare al laser tubi e profilati in tridimensionale.

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S A L D AT U R A

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L’XXL non è più un problema

A Una delle novità salienti introdotte con la nuova macchina riguarda le metodologie di controllo del processo e di certificazione del prodotto finito.

lcuni clienti manifestano la necessità di poter plasmare i prodotti secondo grandezze o dimensioni insolite in modo ineccepibile e veloce. In particolare, in alcuni settori, sono richieste lamiere di dimensioni decisamente extra large che non sono reperibili in modo economico e rapido dal normale commercio o che, nel caso delle dimensioni più grandi, sono assolutamente inesistenti.

A ciò, si aggiunge anche una problematica di precisione dimensionale che diviene sempre più pesante con il crescere della dimensione dei formati; per i noti problemi meccanici insiti nei sistemi di laminazione, al crescere della larghezza del formato si rende necessario aumentare la tolleranza sullo spessore con conseguenti, ovvie, problematiche per alcune applicazioni. Parliamo per esempio di settori come quello del trasporto su gomma o su rotaia, per il quale sono richiesti profilati di lamiera resistenti all’abrasione, o ancora per gli autocarri con cassone ribaltabile, oppure grandi lamiere, anche imbutite, per la realizzazione di fiancate e tetti per i vagoni di treni urbani ed extraurbani o metropolitane. Sono anche richiesti profilati altamente resistenti per bracci e pale degli scavatori o componenti per la costruzione di veicoli, attrezzi a ganci e container di acciai ad alta resistenza, ponti a scudo sulle autostrade o profilati per la costruzione di ponti. Lo spettro di applicazione dei prodotti di grande formato è così

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ampio come lo stesso panorama industriale.

Già da alcuni anni, TTM ha affrontato e risolto il problema con la realizzazione della TS4.20 già in funzione presso alcuni clienti sia in forma totalmente automatizzata che in allestimento semi-automatico e dal mese di maggio viene ufficialmente presentata la nuova TS5.12 che, dalle esperienze precedenti, riprende il concetto della saldatura laser senza materiale d’apporto, a cui abbina la possibilità di utilizzare materia prima ancora più economica. La nuova macchina consente, infatti, di saldare “fogli” provenienti da coil, ovvero che non abbiano ancora subito tutte le lavorazioni necessarie per ottenere i classici formati della lamiera disponibile a commercio. La nuova TS5.12 si pone quindi come obiettivo quello di saldare in maniera longitudinale delle “strisce” di materiale per formare il grande formato secondo dimensioni e specifiche resistenziali ad hoc.

100 μm per tagliare e 200 per saldare Su questo nuovo impianto è stata utilizzata per la prima volta da TTM una sorgente laser in fibra della IPG Photonics da 5.000 W. La scelta di sostituire la sorgente CO2 deriva da test e da analisi tecniche approfondite. È stato verificato che l’utilizzo di questa nuova tecnologia assicura un importante incremento di velocità durante le fasi di preparazione dei lembi da saldare con conseguente abbattimento dei tempi ciclo ma soprattutto ha consentito di poter realizzare una struttura di macchina con due teste laser, di cui una specializzata per le attività di taglio/rifilo e l’altra, invece, studiata ad oc per le attività di saldatura. Ciascuna testa riceve il fascio laser di potenza direttamente da un beam-splitter già integrato nella sorgente a stato solido. Il trasporto del fascio dalla sorgente alle teste è affidato a due fibre IPG di

diametro del core di 100 µm per la testa di taglio e di 200 µm quella di saldatura. È stata prevista la possibilità di inserire una terza fibra da 300 µm per eventuali ulteriori test sulla saldatura di lamiere o profilati in alluminio.

Particolare attenzione è stata posta sulla progettazione di un sistema di controllo della distanza focale da adottare sia nel caso del taglio che nel caso della saldatura. Per la testa di taglio si è optato per l’inserimento di un sensore capacitivo. La retroazione viene effettuata mediante un anello di controllo che raccoglie i dati dal sensore in locale, li invia tramite la rete a fibra ottica al CNC centrale il quale agisce in tempo reale sull’asse verticale che porta la testa di taglio, garantendo una distanza costante dal materiale da tagliare.

Data invece l’impossibilità tecnologica di operare con il sensore capacitivo sulla testa di saldatura, TTM ha progettato un sistema alternativo in grado di sostituire in toto la funzionalità di tale sistema. Ciò è stato possibile realizzando una slitta mobile collegata a un trasduttore lineare magnetostrittivo digitale, in grado di offrire precisione nell’ordine del millesimo di millimetro. La slitta ha la doppia funzione di garantire il contatto tra il sensore e la lamiera e di fornire un canale per l’apporto del gas di protezione per la saldatura. Il controllo è garantito dal medesimo algoritmo software utilizzato e realizzato per la testa di taglio. La precisione del sensore e la velocità di reazione del CNC garantiscono la possibilità di ottenere un controllo preciso del punto focale all’interno del materiale durante la saldatura.

Diversa larghezza, diverso materiale e diverso spessore L’idea di fondo appartenente a questo concetto macchina è quella di realizzare formati ancora più larghi di quanto fatto con gli allestimenti precedenti. La TS5.12 consente, infatti, la realizzazione di fogli con larghezza massima fino a 5.000 mm e lunghezza di 12 m. La macchina non si limita solamente alla saldatura di fogli della medesima dimensione, ma consente di unire agevolmente strisce di diversa larghezza, di diverso materiale e anche di diverso spessore, questo per consentire veramente la costruzione di un foglio su misura contenendo al massimo il peso e incrementando le capacità resistenziali del prodotto finito.

Anche quest’ultimo è, infatti, un aspetto di rilievo soprattutto nel settore del trasporto per il quale la tendenza sempre più accentuata è rivolta appunto alla riduzione dei pesi che equivale a una diminuzione dei consumi abbinata all’incremento della capacità resistenziale necessaria per affrontare il tema dell’alta velocità nel settore ferroviario.

TS5.12 consente quindi di alimentare automaticamente strisce di larghezza minima 600 mm e massima di 2.500 mm e di saldarle fra loro fino a ottenere il foglio della dimensione programmata.

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Un prodotto finito e garantito Una delle novità salienti introdotte con la nuova macchina riguarda le metodologie di controllo del processo e di certificazione del prodotto finito.

Una problematica ricorrente per questi prodotti è proprio inerente alla qualità della saldatura. TTM ha fatto un lavoro importante in questa direzione e, anche grazie al concetto meccanico che prevede l’utilizzo di due teste laser, TS5.12 propone per la prima volta dei sistemi di controllo del processo di saldatura abbinati a un controllo non distruttivo che certifica il prodotto in maniera certa e garantita.

In collaborazione con la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Brescia, è stato studiato un sistema di controllo in tempo reale del bagno di saldatura. La macchina prevede, infatti, l’applicazione sulla testa di saldatura di una telecamera con sistema di visione che rileva costantemente forma e colore del bagno e lo compara con una serie di dati raccolti entro un data base e tramite CNC modula i parametri interessati per garantire che il cordone di saldatura rispetti continuamente forme, dimensioni e colore corretti. Questa continua modulazione dei parametri consente la realizzazione di una saldatura conforme e di qualità costante.

In alcuni casi e per settori specifici, però, ciò non è ancora sufficiente. A molti clienti viene spesso richiesta la certificazione del prodotto e per questo motivo le lamiere saldate devono essere sot-

toposte a controlli non distruttivi (NDT) successivamente all’attività di saldatura e fuori macchina con ovvie problematiche di movimentazione e quindi di tempi e costi. TTM ha quindi introdotto in macchina un sistema di controllo a ultrasuoni (US) che, quando richiesto, non appena la macchina ha completato il ciclo di saldatura, provvede a eseguire una scansione di tutto il cordone, registrandone i parametri su di un file che potrà poi essere fornito contestualmente alla lamiera, certificandone la qualità. È quindi evidente che, grazie all’introduzione di questi due sistemi di controllo di processo direttamente in macchina si garantisce che la saldatura sia conforme con la possibilità, nel caso in cui fattori accidentali abbiano causato non conformità, di riprendere immediatamente la lamiera e ripetere il processo di rifilo e saldatura per consegnare un prodotto finito e garantito.

Completare il pezzo direttamente in macchina Ma TTM è una realtà dinamica al punto che sta già lavorando sull’evoluzione di questo sistema di saldatura. In certi settori, è infatti crescente la necessità di concepire impianti ancora più evoluti per ottenere il prodotto finito e “tagliato”. Il formato XXL non è fine a se stesso, ma richiede ulteriori fasi produttive, prime fra tutte le attività di taglio che trasformano la lamiera gigante nel pezzo reale che subirà poi altri processi quali piega-

La struttura della macchina prevede due teste laser, una specializzata per le attività di taglio/rifilo e l’altra studiata ad hoc per quelle di saldatura.

tura, sabbiatura e verniciatura. Una delle problematiche principali di questi grandi fogli è la movimentazione che richiede grandi carroponti industriali, spazi e aree di stoccaggio di notevole dimensione e non facilmente individuabili all’interno degli stabilimenti.

TTM offre quindi anche soluzioni combinate che sono mirate a eliminare totalmente le movimentazioni di questi fogli e l’esigenza di utilizzare altri impianti produttivi per attività di taglio che possono essere tranquillamente eseguite con la stessa macchina di saldatura.

La nuova configurazione meccanica a due teste laser della macchina di cui una specializzata per il taglio consente di concepire nuove filosofie di macchine che abbinano all’attività di saldatura anche un impianto di taglio laser per lamiere vero e proprio. Sono state, infatti, studiate alcune soluzioni adatte sia alle macchine che saldano la lamiera in direzione trasversale che quelle che saldano la lamiera in direzione longitudinale, per le quali il portale di taglio si “sposta” sopra una zona appositamente studiata per l’esecuzione delle attività di taglio.

Casi specifici e tipici si riscontrano frequentemente nel settore ferroviario per i vagoni in acciaio inox per i quali dopo la saldatura della lamiera segue sempre la fase di taglio delle varie “aperture” per porte e finestre: con l’impianto di taglio e saldatura combinato non è quindi più necessario trasferire il foglio saldato che è spesso di dimensioni anche superiori ai 20 m con larghezze vicino ai 4 m, nel caso di carrozze a doppio piano, su di un impianto di taglio di grande dimensione ma è possibile completare il pezzo direttamente in macchina. Questo consente, come già detto, un notevole risparmio in termini di tempo e di spazio, ma in realtà si beneficia anche del fatto che le varie attività di alimentazione della lamiera, saldatura e taglio finale avvengono in parallelo e non in serie in quanto queste macchine sono studiate anche per consentire un notevole abbattimento dei tempi morti altrimenti presenti. Mentre la macchina sta per esempio tagliando il foglio l’impianto di carico della lamiera sta alimentando la stessa e quindi se la macchina non potesse tagliare si correrebbe il rischio di avere tempi morti in quanto una fase deve attendere l’altra. Questi nuovi concetti consentono quindi un vero risparmio di tempo e il tutto con una sola sorgente.

Grazie all’utilizzo di sorgenti in fibra è poi possibile prevedere ulteriori stazioni di lavoro sulla stessa macchina. È per esempio il caso della possibilità di saldare laser le lamiere, eseguire le varie attività di taglio, scaricare automaticamente e palletizzare gli sfridi e infine, nell’ultima stazione, eseguire anche saldature di speciali rinforzi posizionati in corrispondenza dei punti deboli della struttura. Si tratta in questo caso, come si può ben immaginare, di un impianto veramente studiato su misura e che offre fra gli altri vantaggi, anche la possibilità di abbattere al minimo del possibile il costo della manodopera: un solo operatore è previsto per la gestione di tutto l’impianto che include ben tre processi produttivi altrimenti eseguiti con altrettanti impianti.

Altre esperienze sono adesso in corso d’opera come per esempio lo studio di un impianto personalizzato per la preparazione di fogli a misura a partire direttamente da coil destinati a impianti di rivestimento per tubi. Ma di queste si parlerà in seguito …

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ALLUMINIO

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TTM è risultata vincitrice per la categoria “tecnologie di processo” del Premio Innovazione Metef 2010 per l’innovativo processo di saldatura laser delle leghe in alluminio. La saldatura dell’alluminio mediante tecnologia laser è, infatti, un tema importante. Prestazioni e flessibilità operativa si sposano con caratteristiche meccaniche di primo piano rendendo possibile l’applicazione di tale tecnologia anche in campi finora presidiati dai metodi di saldatura tradizionali.

Ecco premiata l’innovazione di processo

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l Premio Innovazione Metef si propone di valorizzare i contenuti innovativi proposti dalle aziende espositrici nelle diverse aree di interesse della fiera. Il premio, di carattere internazionale, si proponeva quindi di premiare i migliori casi di innovazione, applicata a nuovi prodotti, alla produzione, trasformazione, lavorazione e impiego di prodotti o componenti in metallo, realizzati dalle aziende per ognuna delle seguenti sezioni: materiali, macchine e impianti; tecnologie e processi; prodotti, componenti, sistemi, applicazioni; varie.

I contenuti d’innovazione proposti sono stati valutati in base al grado di originalità e di novità, alle peculiarità prestazionali e ai vantaggi competitivi che sono in grado di offrire, privilegiando, in particolare, gli aspetti di risparmio energetico, ecosostenibilità e salvaguardia delle risorse contenuti nelle proposte, nonché il collegamento con gli istituti universitari e di trasferimento tecnologico. In fase di valutazione è stato apprezzato anche l’eventuale accesso a fondi pubblici per l’innovazione nazionali e comunitari.

TTM, come detto, è risultata vincitrice per la categoria “tecnologie di processo” grazie al lavoro svolto con la ASL 3.12, un prodotto messo a punto in collaborazione con

l’Università di Brescia e il CSMT per la saldatura laser delle leghe di alluminio che sfrutta le potenzialità della tecnologia laser in fibra.

Un processo e un prodotto certificato “Abbiamo ricevuto diversi apprezzamenti per le esperienze fatte e l’effettiva novità dell’applicazione del laser in fibra nella saldatura dell’alluminio” ha affermato Fiorenzo Castellini, titolare di TTM vincitrice del premio. “È una tematica importante poiché il mercato non sta percependo, a nostro avviso, la reale portata che l’avvento del laser in fibra è in grado di generare. Non consente solo un modo diverso nella trasmissione del raggio laser ma permette, specificatamente nella saldatura, risultati completamente differenti e decisamente molto più performanti. Purtroppo il mercato oggi percepisce solo la Friction Stir Welding (FSW) come l’unica tecnologia valida per la saldatura dell’alluminio, e viene a nostro avviso addirittura “sopravvalutata”. In effetti, le implicazioni legate alle velocità estremamente ridotte nel processo

di saldatura rispetto al laser in fibra, alle necessità di attrezzature per contenere i pezzi durante la “frizione”, il limite di poter eseguire le saldature solo in alcune condizioni, e la necessità di preparare adeguatamente (pena un pessimo risultato nel processo) i lembi dei pezzi prima della frizione vede, costosa, lenta e con grossi limiti questa tecnologia, che però non avendo, a oggi, un “competitor” valido

è stata osannata oltre modo. Diventa comunque molto difficile scalzarla in quanto le diverse applicazioni fatte in questi anni generano una referenza che i grossi gruppi industriali percepiscono come “tranquillità e affidabilità” nella scelta della tecnologia da impiegare”.

Un plus che Tube Tech Machinery vuole portare avanti, ed è stato uno degli argomenti fondamentali per l’assegnazione del Premio, è quello di realizzare impianti che oltre alla tecnologia laser fibra anziché FSW, siano dotati di sistemi innovativi per il controllo “real time” del processo. Questo garantirebbe un monitoraggio costante e istantaneo permettendo di correggere una varietà di parametri per consentire un risultato eccellente ottenendo un processo e un prodotto certificato. Il tutto avviene con livelli di automazione molto spinti che consentirebbero le attività anche senza presidio dell’uomo. Ovviamente si dovrà diffondere sempre più l’informazione legata agli sviluppi della tecnologia laser fibra, in continua positiva evoluzione, in modo che il mercato e i grandi utilizzatori ritornino a considerare l’applicazione della saldatura del laser fibra come tecnologia predominante e meglio performante.

Laser in fibra e automazione Per realizzare questi impianti e renderli performanti servono comunque due “tecnologie”. La prima è il laser fibra, e di questo ne abbiamo già disquisito, l’altra non di meno, la capacità di realizzare impianti automatici con sistemi di handling veloci unitamente a sistemi software in grado di governare tutte le funzioni dell’impianto.

“Tube Tech Machinery ha già costruito e realizza sistemi complessi di questo tipo - ha spiegato Castellini - dove evidentemente la concezione dell’impianto condiziona pesantemente la produttività e/o le qualità del processo. Per cui il binomio laser fibra e TTM diventa imprescindibile per promuovere e far apprezzare al mercato queste tecnologie decisamente vincenti”.

ALS 3.12 è, infatti, la sigla che identifica l’innovativo impianto completamente automatico sviluppato da TTM per la saldatura dei profili in alluminio che, utilizzando un risonatore in fibra IPG YLR5000 è in grado di saldare con apporto di materiale e con una testa speciale leghe di alluminio.

Questo impianto è stato ideato e progettato con l’ausilio di programmi di calcolo strutturale FEM ed è in grado di garantire alta produttività (anche senza presidio umano), standard qualitativi elevati e ripetibilità assoluta.

“Ci auguriamo di avere “rotto il ghiaccio” con questo primo impianto e soprattutto con questo riconoscimento” ha concluso Castellini. “Molto è ancora da fare e nel corso dell’anno saremo in grado di diffondere dati, caratteristiche e prestazioni in modo da poter comparare inconfutabilmente le diverse tecnologie”.

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APPLICAZIONI

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Il valore aggiunto del taglio tubo Il nome dell’azienda è tuttora quello del padre fondatore, ma alla guida della Benito Mattiolo & C., oggi, vi è il figlio Stefano che da tempo porta avanti un processo di modernizzazione dell’attività aziendale. Un percorso che l’ha portato, di recente, a investire in un innovativo sistema di taglio laser tridimensionale del tubo con cui mira ad ampliare ulteriormente il raggio d’azione dell’attività.

“A La specializzazione della Benito Mattiolo & C. non è attribuibile a un settore di sbocco ben preciso, ma a una capacità maturata con gli anni di esperienza nella lavorazione dell’acciaio inox.

dispetto di una situazione di mercato tutt’altro che favorevole - racconta il signor Stefano -, si è deciso di compiere questo passo strategico e fondamentale per il nostro futuro. È in momenti come questo che occorre strutturarsi per essere pronti a rispondere in modo adeguato alle nuove sollecitazioni di un mercato che richiede una qualità assoluta e che, ormai, è sempre più ad appannaggio dei piccoli lotti e dei tempi di consegna asfissianti. Un mercato che, quando potremo definitivamente dire di essere usciti da questa crisi, sarà comunque ulteriormente cambiato. Abbiamo quindi ritenuto fondamentale investire in una tecnologia non ancora così diffusa, almeno nella nostra zona, che ha nelle sue potenzialità intrinseche e nelle molteplici possibilità di impiego dei tubi e dei profilati industriali una delle migliori credenziali per ampliare, diversificando, i nostri settori di sbocco. Arredamento, illuminazione e aerospaziale sono quelli cui pensiamo maggiormente in virtù della capacità di lavoro del nostro impianto, anche se non precludiamo nulla”. La scelta del lasertubo è ricaduta sul sistema FL 250 3D di Tube Tech Machinery equipaggiato con sorgente laser CO2 da 3.200 W con cui è possibile processare tubi con un diametro massimo di 300 mm, barre quadre di 220 x 220 mm, rettangolari da 250 x 150 mm e piatti da 200 x 12 mm. Una scelta che nasce dalla versatilità dell’impianto e dalla disponibilità da parte del costruttore di personalizzarlo in base alle specifiche richieste di Mattiolo.

La FL 250 3D installata è, infatti, dotata di dispositivo automatico per il carico in tempo mascherato dei tubi e delle barre da fascio, ma anche di un sistema di carico a catena che permette di predisporre fino a sette verghe alla volta per renderla anche adatta alla realizzazione di prototipi e lotti molto piccoli. In questo modo, l’automazione viene in aiuto alla flessibilità e alla versatilità dell’impianto che per sua natura è caratterizzato da una capacità produttiva molto elevata. Può quindi rispondere alle sollecitazione produttive dei grossi numeri, così come realizzare il cosiddetto “lotto 1”. Per la fase di scarico, sono invece previste tre postazioni di scarico per caduta degli spezzoni lavorati in cassa e un modulo aggiuntivo opzionale che permette, come richiesto da Mattiolo, di scaricare anche tubi e profilati lunghi fino a 6 m. L’impianto prevede quindi un sistema di scarico automatizzato standard da 4 m, più questa sella aggiuntiva posizionabile in base alle necessità.

tà estetica assoluta delle carpenterie metalliche assemblate e finite. “È questa capacità che ci ha permesso di entrare in settori come quello chimico e farmaceutico, dove occorre una cura “artigianale” del particolare, pur trattandosi di veri e propri prodotti industriali” dice Mattiolo.

Il tubo in luogo della lamiera piegata

La cura “artigianale” del particolare Come detto, quindi, Benito Mattiolo nasce nel 1972 come realtà artigianale nel campo delle carpenterie in ferro e acciaio inox, poi evolutasi negli anni in vera e propria attività industriale. “Oggi siamo una realtà in grado di coprire a 360° le esigenze di lavorazione della lamiera e, da poco, del tubo metallico” afferma ancora Stefano Mattiolo, che nel parlare manifesta un’incredibile voglia di fare e grossa fiducia nelle scelte fatte.

“Ci consideriamo dei terzisti puri e quindi lavoriamo tipicamente su progetto del cliente che poi ottimizziamo sotto l’aspetto della fattibilità, spaziando in tutti gli ambiti produttivi, dal settore delle macchine di imballaggio, ai sistemi per trattamento e finitura, dal tessile, al ferroviario, per finire con il chimico e farmaceutico. Realizziamo carpenterie medio grandi dal punto di vista dimensionale ma piuttosto leggere per gli spessori che lavoriamo. La nostra attività si divide comunque tra la fornitura di manufatti e carpenterie finite ad aziende trasformatrici e la realizzazione di semilavorati di taglio e piegatura eseguiti per altre carpenterie.

Sempre e comunque conto terzi”.

La specializzazione della Benito Mattiolo & C. non è quindi attribuibile a un settore di sbocco ben preciso, ma a una capacità maturata con gli anni di esperienza nella lavorazione dell’acciaio inox, per cui garantiscono una precisione molto spinta delle singole lavorazioni, ma anche una quali-

Le conoscenze e l’esperienza maturata con il taglio laser piano ha sicuramente agevolato la fase di startup dell’impianto dedicato al tubo, nonostante si tratti di due tecnologie piuttosto differenti per principio. “Il taglio 3D del tubo è, per sua natura, più complesso del taglio bidimensionale della lamiera ma devo ammettere che i nostri tecnici non hanno avuto particolari problemi, indubbiamente aiutati dai tecnici di TTM e dal software stesso di gestione e programmazione della macchina” spiega Mattiolo. Una peculiarità della FL 250 3D è, infatti, la facilità di apprendimento e utilizzo del software di programmazione utilizzato, che si appoggia sulla suite di programma di Alma. “Anche a livello di interfaccia con il nostro CAD 3D non vi sono stati problemi” aggiunge il signor Stefano e questo ci agevola non poco nello studio di nuove soluzioni progettuali”.

“La dotazione della testa di taglio tridimensionale della FL 250, consente l’orientamento del raggio laser su qualsiasi punto descrivibile all’interno di una semisfera. Oltre a poter realizzare tagli e forature con il sistema classico ortogonale, è quindi possibile realizzare lavorazioni molto più complesse, come tagli inclinati, svasature, cianfrinature, giunzioni, incastri sezionati e accoppiamenti su pari sezioni. “La sfida maggiore sarà quindi convincere i clienti a uscire dagli schemi produttivi fin qui applicati - afferma Mattiolo - ripensando e ottimizzando i propri prodotti, per sfruttare al massimo l’enorme potenziale del taglio laser tridimensionale e dimostrare, nei fatti, i grossi vantaggi economici che è possibile avere.

Siamo comunque consci di aver fatto un investimento importante, con un ritorno medio lungo nel tempo, ragion per cui è nostro interesse supportare la clientela e aiutarla a comprendere le potenzialità intrinseche della tecnologia che proponiamo e farci riconoscere il valore aggiunto che siamo in grado di assicurare”.

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SOLUZIONI

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Il dispositivo TTLaserScan© messo a punto da Tube Tech Machinery ha lo scopo di correggere in tempo reale e senza introdurre rallentamenti la deviazione di un tubo soggetto a bending quando questo è sottoposto alle lavorazioni laser.

Il taglio 3D ha un valido alleato

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a pluriennale esperienza nella costruzione e vendita di macchine laser tubo con testa di taglio 3D per l’esecuzione di tagli inclinati, ha portato Tube Tech Machinery ad approfondire notevolmente le reali complessità di questa materia e a cercare di sviluppare soluzioni sempre più efficaci che potessero risolvere velocemente e in modo certo le problematiche riscontrate sul campo, soprattutto nel caso di lavorazioni con tagli inclinati (3D). È noto a tutti che uno dei problemi principali nella lavorazione del tubo è la conformazione stessa della materia prima che non è mai propriamente diritta. Il bending dei tubi è, infatti, un difetto di produzione e di stoccaggio del quale bisogna prendere atto e introdurre le correzioni necessarie. In questo contesto, ma non solo, si pone LaserScan che offre un ulteriore livello di controllo integrato ai sistemi già da tempo esistenti sulle macchine prodotte da TTM.

In ogni istante, la curvatura del tubo Il dispositivo TTLaserScan© ha lo scopo di correggere in tempo reale e senza introdurre rallentamenti la deviazione di un tubo soggetto a bending quando questo è sottoposto alle lavorazioni laser.

Il bending viene corretto e risolto mediante sistemi di chiusura autocentranti dei mandrini e soprattutto realizzando la lavorazione con il tubo il meno a sbalzo possibile. Nelle macchine sono inoltre sempre previsti sistemi vari di supporto e allineamento del tubo durante la lavorazione. Come si nota in Figura 1, la chiusura “meccanica” è sufficientemente efficace per la maggior parte delle lavorazioni, in particolare quando queste vengono effettuate molto vicine ai sistemi di chiusura del mandrino.

Nel caso di tagli inclinati come la preparazione alla saldatura o per l’accoppiamento non ortogonale fra tubi, le condizioni di taglio cambiano e le lavorazioni avvengono in posizione “lontana” dal mandrino. Questo avviene per ovvie necessità “meccaniche”, e come visibile dalla Figura 2 la testa 3D copre un range di lavoro che richiede, in alcuni casi, che la testa stessa si porti a lavorare a distanza elevata dal mandrino 2, anche di alcune centinaia di millimetri.

Il sistema TTLaserScan© sfrutta un sensore a triangolazione laser (Figura 3) per ricostruire in ogni istante la curvatura del tubo in lavorazione. Tale sensore è montato su di una slitta CNC che muovendosi contestualmente al tubo consente la “lettura” dello stesso nell’esatto punto di taglio (Figura 4). La compensazione del difetto del tubo viene ottenuta agendo in tempo reale sugli assi di taglio attraverso funzioni apposite del CNC TTMotion controllando quindi

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re in macchina. Esso non comporta aumenti del tempo di produzione, in quanto ogni misura viene effettuata senza introdurre arresti dei movimenti di taglio.

Lavorazioni precise sul tubo Altro motivo di utilizzo del sistema LaserScan è nel caso di lavorazioni precise sul tubo. Oltre al bending tipico, è anche noto che la tolleranza dimensionale del tubo è decisamente molto ampia e spesso sono richiesti fori e/o tagli con una pre3

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che l’operazione di taglio avvenga in modo preciso abbattendo la difettosità del tubo altrimenti non controllata.

Nelle fasi in cui il laser di taglio è in funzione le ottiche e l’elettronica del sensore sono protette da un otturatore pneumatico. Apposite funzioni del software macchina, infatti, fanno in modo che la misura possa essere fatta in maniera sicura, anticipando l’accensione del raggio laser di taglio a ogni lavorazione.

Mentre la testa 3D opera i tagli sul tubo le compensazioni sono calcolate dalla macchina in base alle misure che TTLaserScan© ha effettuato sulle quattro facce del tubo negli istanti precedenti all’accensione del laser di taglio. L’utilizzo del dispositivo TTLaserScan© è selezionabile dall’operato-

cisione di posizionamento entro il decimo che non può convivere con la precisione dimensionale della sezione del tubo che è invece in un range di +/1 mm. Per ovviare a questa problematica può essere attivato nuovamente TTLaserScan© che rileva la dimensione reale della sezione nella zona interessata al taglio e corregge automaticamente in tempo reale, e senza alcuna interruzione del processo, le coordinate della testa di taglio per garantire le tolleranze desiderate.

Le principali caratteristiche di questo dispositivo sono: applicabilità a tubi quadri e rettangolari con lato da 20 a 220 mm; profili speciali, funzioni da valutare in base all’applicazione; precisione 0,15 mm; linearità, 0,1% f.s.; velocità di acquisizione misura singola 0,1 sec.

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NOVITÀ

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Il precedente primato era sempre detenuto da TTM con la FL600, ma tra breve tempo sarà in funzione la nuovissima FL800, l’impianto più grande al mondo in grado di lavorare al laser tubi e profili in 3D.

Il lasertubo più grande al mondo

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TTM è stata l’artefice mondiale dello sviluppo di impianti e soluzioni con caratteristiche innovative oltre che dimensionali. Ricordiamo che la prima FL600 è stata costruita e installata agli inizi del 2002 presso un centro servizi in Francia. La qualità e la cura nella costruzione e la scelta dei componenti commerciali unitamente alle soluzioni progettuali hanno ormai sancito l’indiscusso riconoscimento a livello mondiale, di affidabilità e robustezza degli impianti prodotti dall’azienda bresciana.

24 ore su 24 per svariati anni Con il progetto della FL800, TTM ha ulteriormente sviluppato il concetto di handling per rendere sempre più performante la produttività dell’impianto. La presenza di sensori, sistemi di visione oltre alla concezione di nuove soluzioni meccatroniche, consente all’impianto un elevato grado di automatizzazione che sposa la filosofia del-

Le operazioni di carico e scarico dei tubi con dimensioni così importanti richiedono soluzioni di movimentazione ben diverse da quelle finora adottate per i tradizionali lasertubo più piccoli.

la produzione non presidiata su cui TTM sta lavorando da anni.

I progetti sono sviluppati con i più avanzati programmi di progettazione, verifiche strutturali con tecnologia FEM, oltre alle simulazioni virtuali, che consentono di affinare nei dettagli tutte le soluzioni scelte, arrivando già alla prima realizzazione dell’impianto senza essere costretti a dover modificare nulla.

Tutto questo richiede una quantità di tempo ingente che l’ufficio di ricerca e sviluppo prima e di progettazione poi, mettono a disposizione. Il team di studio è ormai allargato sin dalle prime fasi a tutti i comparti dell’azienda, coinvolgendo, elettronici, hardweristi, laseristi, meccanici e il service. Tutto ciò, per garantire ai clienti la massima affidabilità dell’impianto progettato e realizzato per poter lavorare 24 ore su 24 per svariati anni.

Interpretare le necessità La realizzazione di un impianto in grado di lavorare tubi fino al diametro di 815 mm nasce dalla visione TTM di essere in grado di offrire ai propri clienti diverse soluzioni dimensionali, di lay-out e di configurazione dell’impianto.

Particolare attenzione è stata rivolta ai sistemi di automazione di carico e scarico dei tubi che, vista la grande dimensione e l’ingente peso, richiedono metodologie di movimentazione

ben diverse da quanto previsto per le tipiche macchine da tubo piccolo. Per questa ragioni, sono stati adottati sistemi totalmente ad assi controllati già sperimentati con successo su alcune versioni della nostra FL600 e qui opportunamente rivisti e potenziati.

Oggi TTM realizza macchine per il taglio tubi a 2 mandrini con campo di lavoro da 15 mm a 300 mm di diametro, a 3 mandrini con possibilità di scarico fin a 8 m e oltre, e impianti a 4 mandrini mobili con carico e scarico sia da catena, che da fascio e anche con portali intelligenti sempre nelle attività di carico e scarico. La gamma di macchine e impianti della TTM per le lavorazioni laser del tubo è la più ampia e completa tra i costruttori al mondo.

Sono vari, ormai, i clienti che hanno installato più di un impianto della TTM, a riconoscimento della soddisfazione per qualità, prestazioni e servizi offerti. L’interpretare le necessità variegate della clientela offrendo diverse possibilità, dunque non imponendo le soluzioni a disposizione, è la filosofia/missione che ha accompagnato TTM in questi anni.

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PROSPETTIVE

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EVENTI

bbiamo ritenuto opportuno per semplificare, veicolare e diffondere in modo più facile e comprensibile l’immagine di Tube Tech Machinery sostituire il vecchio logo e le scritte per esteso del nome aziendale con un unico Logo - marchio TTM. Questa nuova immagine che ci apprestiamo a diffondere rispecchia anche la volontà e la determinazione della TTM di identificare i propri prodotti sul mercato. Anche nel corso del 2009, TTM ha rafforzato e consolidato la propria immagine di azienda leader nella produzione di macchine e impianti di taglio e saldatura laser.

Pur in un mercato rallentato dalla crisi mondiale, TTM ha quindi proseguito nelle politiche di sviluppo dei nuovi prodotti, della ricerca su sistemi di visione e controllo elettronici in grado di rendere sempre più performanti i propri impianti, alcuni di questi sistemi sono stati anche brevettati.

A

Lamiera Bologna 12-15 maggio

Euroblech Hannover 26-30 ottobre

Un marchio, una garanzia Il 2010 molto probabilmente sarà ancora un anno di transizione ma siamo convinti che sia possibile, con una cauta positività, intuire un certo ottimismo nella ripresa dell’economia. TTM con i propri prodotti, nuove soluzioni e molteplicità di applicazioni sarà pronta per cogliere le migliori opportunità del mercato.

L’inesauribile passione e volontà del team TTM ci ha permesso di raggiungere lusinghieri risultati con idee e applicazioni innovative che hanno creato la tendenza del mercato.

Tube Tech Machinery S.r.l.

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Associato UCIMU - Sistemi per Produrre