Sicuro ed efficiente

05/04/2018
Il sistema di sicurezza anti-estrazione Safe-Lock™ di HAIMER sta diventando sempre più uno standard nell’industria.

Il sistema HAIMER Safe-Lock™ consente un bloccaggio sicuro dell’utensile. Grazie ad elementi trascinatori all’interno del mandrino e scanalature sul codolo dell’utensile avviene un bloccaggio per forma oltre che per attrito. In questo modo si evita in maniera efficace che le frese a codolo si sfilino dal mandrino. La produttività viene incrementata grazie al raggiungimento di velocità più alte e viene allungata la vita dell’utensile. Di fatto Safe-Lock™ è divenuto uno standard nel serraggio dell’utensile e nelle lavorazioni di fresatura.

Negli ultimi 10 anni dall’introduzione del sistema Safe-Lock™ è stato confermato più volte che questa forma di serraggio dell’utensile è decisamente superiore ai codoli Weldon e ai mandrini a forte serraggio. Questo dato viene confermato dall’ampio numero dei licenziatari, tra i quali i maggiori produttori di utensili e di mandrini, per esempio Walter, Widia, Sandvik, Coromant, Seco Tools, Sumitomo, Kennametal, Helical, Emuge Franken, Data Flute, Niagara, OSG e Mapal. Nell’anno 2017 anche Iscar e Ingersoll hanno deciso di offrire utensili con il codolo Safe-Lock™. Inoltre, è stata incrementata l’offerta su mandrini per calettamento, su pinze e mandrini idraulici ad espansione. Dopo l’introduzione di Kennametal di mandrini idraulici con Safe-Lock™, anche Mapal è all’opera per introdurre sul mercato una propria versione di mandrini ad espansione idraulica con Safe-Lock™-

Andreas Haimer, Amministratore Delegato della HAIMER GmbH, spiega: „Siamo orgogliosi del fatto che Safe-Lock™ sia divenuto uno standard nell’asportazione pesante e nella sgrossatura, conquistando nuovi campi di applicazione. Come ad esempio, nella fresatura trocoidale. Siamo contenti di avere nuovi partner licenziatari che ampliano l’offerta di articoli con Safe-Lock™, rendendolo accessibile a più operatori.

Un successo nell’industria aeronautica e aerospaziale

Il Safe-Lock™ è stato creato per rispondere alle esigenze dell’asportazione pesante di trucioli, che sono all’ordine del giorno nell’industria aeronautica e aerospaziale e tra i produttori di energia. Materiali innovativi, quali ad esempio diverse leghe di titanio, non sono solo leggeri, ma anche stabili, resistenti a corrosioni e difficili da lavorare. Questo influenza non solo i tipi di macchine e i processi, ma anche gli utensili e i mandrini in uso. Molti semilavorati sono fresati dal pieno, tuttavia spesso viene asportato fino al 90% del materiale. Per ottimizzare il processo dal punto di vista qualitativo e del rendimento al fine di ottenere un elevato volume di asportazione trucioli, vengono scelti coppie e forze di avanzamento elevate e un basso numero di giri. Nella fresatura ad alte prestazioni (High Performance Cutting, HPC), di contro, si riscontrano alte forze di avanzamento. In combinazione con elevate forze di taglio e di avanzamento avviene un micromovimento dell’utensile nel mandrino, con il rischio che l’utensile fuoriesca dal mandrino. Questo riguarda specialmente i mandrini che offrono un elevato runout ed un serraggio preciso, come per esempio i mandrini per calettamento, i mandrini a forte serraggio e i mandrini ad espansione idraulica. Per questo il Safe-Lock™ è molto diffuso nell’industria aerospaziale.

Alexander Steurer, Direttore della programmazione CNC di semilavorati Stator presso la MTU Aero Engines AG di Monaco di Baviera, spiega perché ha deciso di optare per il sistema di Haimer: „Mediante l’introduzione della tecnologia Safe-Lock™ e della tecnologia del calettamento di HAIMER possiamo garantire la sicurezza del processo in lavorazioni critiche di fresatura di materiali termostabili. Questo è un presupposto fondamentale per garantire dei cicli produttivi continui con un determinato grado di automatizzazione. La combinazione di sicurezza anti-estrazione ed elevata concentricità consente un’asportazione di metalli a vibrazioni ridotte e, di conseguenza, un’asportazione di trucioli efficiente. Grazie all’incremento delle profondità di taglio e degli avanzamenti può essere aumentato sensibilmente il volume di asportazione. L’usura degli utensili viene ridotta fino al 50% grazie alle eccellenti caratteristiche di concentricità.

La concentricità ottimale di meno di 3 µm, il design simmetrico del Safe-Lock™ e la semplicità della regolazione della lunghezza sono stati per la MTU dei validi motivi per giustificare il passaggio al sistema Haimer, anziché continuare a lavorare con gli utensili whistle notch e weldon. In questi ultimi non avviene lo sfilamento dell’utensile, ma risultano mediocri in termini di concentricità e bilanciatura a causa della distribuzione asimmetrica della superficie.

Con Safe-Lock™ una maggiore produttività

Il Safe-Lock™ ha successo non solo nel settore aeronautico e aerospaziale. Daniel Rautenbach opera con l’azienda Glätzer GmbH nel settore automotive. L’Amministratore delegato della ditta specializzata nella lavorazione CNC di Solingen afferma:” Nel nostro settore la qualità perfetta e la puntualità nelle consegne sono i presupposti basilari per poter presentare delle offerte. Quello che conta in fin dei conti è il prezzo.” Di conseguenza, quello che ha valore nella sua produzione è la qualità senza compromessi. In sostanza, è l’efficienza che fa la differenza tra profitto e perdita.

Durante la lavorazione di un freno a disco in ghisa per camion del modello EN-GJS-800-2 in cui era prevista la fresatura dei profili concavi, verso la metà del 2013 i responsabili della produzione si sono avvicinati al sistema HAIMER Safe-Lock™.

Il Direttore dell’azienda Ingo Schulten afferma: „In questa lavorazione il contatto della fresa al semilavorato non è solo puntuale, ma copre circa il 30 / 40 per cento dell’utensile. Le elevate forze generate rischiano di far fuoriuscire l’utensile dal mandrino.” I mandrini Weldon utilizzati tenevano fissato l’utensile al mandrino, ma la vite laterale compromette la concentricità dell’utensile. “ La vita dell’utensile era molto variabile e le frese spesso si spezzavano”, racconta il Direttore dell’azienda.

Test effettuati con frese con Safe-Lock™ hanno convinto lui e gli altri collaboratori della produzione presso l’azienda Glätzer. „Per noi passare al Safe-Lock™ è stato ovvio come usare un motore d’avviamento elettrico al posto della manovella” mostra entusiasta il signor Schulten. „Ora possiamo seguire parametri di taglio produttivi e la vita dell’utensile si è allungata del 40% circa.“

Vantaggi della lavorazione ad alte velocità

Il Safe-Lock™ si afferma in diversi settori nell’ambito della lavorazione ad alte velocità con frese elicoidali e nella fresatura trocoidale. In quest’ultima l’angolo di applicazione dell’utensile e la velocità di taglio vengono calcolati e ottimizzati per tutta la lavorazione mediante il sistema CAM. In questo modo è possibile fresare più velocemente fino a 3 volte e più in profondità, anche materiali duri e difficili da lavorare.

Tuttavia in questo modo aumenta il rischio dello sfilamento dell’utensile. Anche se nella fresatura trocoidale solo uno strato sottile viene asportato, spesso il tagliente dell’utensile per tutta la sua lunghezza viene utilizzato nell’intero processo. Ne conseguono forze assiali che costringono l’operatore ad utilizzare una forma sicura di serraggio dell’utensile.

Un mandrino per calettamento con Safe-Lock™ rappresenta in questo caso una soluzione ideale, perché offre maggiore sicurezza rispetto ad un mandrino weldon, è più facile da montare e consente un serraggio ad alta precisione.

Le ottime proprietà di bilanciatura e di concentricità in collegamento con la sicurezza del serraggio consentono una vita dell’utensile ottimale e un tasso di asportazione elevato.

RIQUADRO:

Serraggio dell’utensile sicuro ed efficiente

Il principio del Safe-Lock™ è il seguente: nel codolo dell’utensile vengono eseguite delle scanalature a forma elicoidale, che presentano la stessa torsione dell’utensile. In combinazione con elementi trascinatori realizzati in maniera particolare tramite elettroerosione all’interno del mandrino (mandrino per calettamento, mandrino portapinze e mandrino idraulico ad espansione), le scanalature impediscono che l’utensile in lavorazioni impegnative giri a vuoto, o addirittura, fuoriesca dal mandrino. Con questo sistema si evitano elevati costi di scarti di produzione. La combinazione della sicurezza anti-estrazione e dell’elevata concentricità consente un’asportazione a vibrazioni ridotte con un elevata concentricità, e di conseguenza, un’asportazione efficiente dei trucioli.

In questo modo si può incrementare notevolmente il volume di asportazione del metallo, aumentando in maniera significativa sia la profondità di taglio che gli avanzamenti. Al contempo l’usura dell’utensile viene ridotta.

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Nel 2017 Iscar e Ingersoll sono divenuti partner licenziatari per gli utensili. Grazie all’ampia offerta tra i produttori di utensili il Safe-Lock™ è divenuto uno standard in molti settori.
Picture: Haimer

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Nella lavorazione di sgrossatura per i motori militari con turbine ad elica
TP400-D6 la MTU Aero Engines utilizza il Safe-Lock™ di Haimer. Per il TP400-D6 MTU è responsabile del compressore a media pressione, la turbina a media pressione, l’onda di media pressione e la regolazione.
Il montaggio finale di tutti i motori di serie di tutti i TP400-D6 avviene presso la MTU di Monaco di Baviera.
Picture: MTU Aero Engines

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Daniel Rautenbach (a destra), Amministratore Delegato della Glätzer GmbH e il Direttore dell’azienda Ingo Schulten utilizzano sempre più frequentemente la tecnologia di calettamento HAIMER con e senza Safe-Lock™: „„Per noi passare al Safe-Lock™ è stato ovvio come usare un motore d’avviamento elettrico al posto della manovella.”
Picture: Haimer

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Con la fresatura trocoidale l’operatore può fresare più velocemente fino a 3 volte e più in profondità anche materiali difficili come il titanio e l’acciaio inox. Gli utensili ideali per la lavorazione sono le frese HAIMER Power Mill con Safe-Lock™.
Picture: Haimer