Febametal, una marcia in più in dentatura

a cura di Davide Davò

Fin dalla loro nascita, le automobili sono sempre state più di un semplice mezzo di trasporto per i loro possessori. Simboli del progresso tecnologico, le auto rappresentano per molti uno status symbol, mentre altri sono attratti dalle linee sinuose o spigolose a seconda del trend del momento. Negli anni il mercato si è arricchito di un vastissimo numero di modelli e di tipologie di vetture, sempre più personalizzabili in base ai gusti degli automobilisti. Anche le tecnologie installate sono diventate sempre più evolute e raffinate, dai vari tipi di propulsori ai sistemi di sicurezza attiva e passiva, per non parlare dei moderni sistemi di infotainment per migliorare il comfort durante il viaggio. Oggi ognuno di noi ha un’ampia varietà di modelli tra cui scegliere per soddisfare le proprie esigenze, ma i sogni di molti sono destinati a diventare realtà solo per pochi. Parliamo ovviamente delle supercar. Auto le cui prestazioni elevatissime sono superate solo dal loro costo, capaci di regalare emozioni a chi le ammira passare sulle strade di tutti i giorni ma soprattutto ai pochi fortunati che possono sedersi ai loro volanti. Massima espressione delle capacità di una casa automobilistica, le supercar sono un concentrato di tecnologie evolute relative a vari ambiti (meccanica, fluidodinamica, elettronica, design, materiali e altro ancora) sapientemente miscelate per dare vita a un prodotto curato in ogni aspetto, da quelli più evidenti come le linee della carrozzeria a quelli più nascosti come gli alberi dei componenti della trasmissione. Questi ultimi ricoprono un ruolo chiave per riuscire a trasmettere alle ruote tutta la potenza erogata dal motore, e di conseguenza la loro produzione deve rispettare standard qualitativi decisamente elevati. Ne è pienamente consapevole Beutlhauser, realtà bavarese con sede a Salzweg che all’interno della propria offerta di lavorazioni conto terzi annovera proprio la realizzazione di componenti per supercar.

Migliorare il processo

In qualità di contoterzista, Beutlhauser realizza prodotti metallici con le più svariate tecnologie di produzione: tornitura e fresatura, formatura, stampaggio e curvatura. Dal 1993, l’azienda tedesca risponde alle necessità dei clienti offrendo un elevatissimo livello tecnico. Beutlhauser fornisce pezzi e componenti per il settore aeronautico e aerospaziale, la tecnologia dei sensori, l’elettrotecnica, l’industria medicale nonché a clienti operanti nella realizzazione di gioielli. Oltre ovviamente al settore automotive, per il quale produce alberi che presentano anche operazioni di dentatura. Una sfida complessa, che il direttore tecnico Michael Beutlhauser ha deciso di affrontare adottando una nuova strategia di lavorazione grazie alla quale è stato possibile ottenere un notevole risparmio di tempo, costi degli utensili ridotti e maggiore accuratezza.

«La realizzazione di una dentatura su questi alberi era un’operazione che riuscivamo a compiere con grande precisione ma con bassa efficienza produttiva, poiché il processo era composto da ben quattro fasi eseguite su speciali macchine di dentatura che erano equipaggiate con utensili obsoleti», ha spiegato Beutlhauser. «In questo modo l’albero veniva manipolato dagli operatori molte volte con tempi morti importanti, senza contare che non riuscivamo a sfruttare il pieno potenziale delle nostre macchine poiché gli utensili di allora non lo permettevano». Con l’obiettivo di risolvere tali criticità, il viceresponsabile di produzione e responsabile della disposizione degli utensili Marcel Kanzler ha avviato un dialogo con i propri fornitori di utensili arrivando a eseguire una serie di test per valutare i risultati raggiungibili con le varie proposte. Dopo avere valutato diversi aspetti, Kanzler e il responsabile di produzione hanno deciso di modificare il processo di lavorazione adottando le soluzioni proposte da Horn.

Ridurre i tempi morti

Horn ha suggerito l’utilizzo dei sistemi di utensili S117 per eseguire la stozzatura di dentature, mentre la fresatura di dentature viene affidata ai sistemi di utensili 613. «Dal momento che lo spallamento della dentatura anteriore non consente la fresatura, abbiamo deciso di proporre una strategia che prevedeva anche il processo di stozzatura», ha commentato Martin Weiss, collaboratore del servizio esterno di Horn. La soluzione di processo ha soddisfatto le richieste di Beutlhauser, poiché la realizzazione delle dentature avviene ora con un solo attrezzaggio, che permette di ridurre il tempo ciclo abbattendo i tempi morti, incrementando al contempo la precisione e la qualità superficiale del pezzo finito. «Il risparmio in termini di tempo è enorme – ha sottolineato Kanzler – e ora per ciascun componente è sufficiente un tempo di lavorazione di soli quattro minuti».

Stozzatura e fresatura

Il processo di stozzatura viene eseguito su un tornio a fantina mobile Citizen M32, dove come prima operazione si lavora il diametro esterno di testa della dentatura. Per questa fase viene utilizzato l’inserto di finitura del tipo S117, che presenta un profilo con quattro denti. Durante il processo, la macchina posiziona l’utensile in corrispondenza del pezzo e inizia la corsa di lavoro assiale per realizzare la dentatura, per poi riportarlo nella posizione iniziale una volta raggiunta la fine corsa. La profondità di passata per ogni singola corsa è di 0,05 mm. Dopo 12 passate vengono così realizzati 4 dei 28 denti. La velocità di avanzamento programmata è pari a 3-5 mila mm/min. Con questi parametri di lavoro, ogni inserto ha una vita di 500 pezzi, che vengono realizzati rispettando il livello di finitura superficiale richiesto.

«Anche nella fase di fresatura abbiamo raggiunto risultati eccellenti grazie all’utilizzo di utensili di fresatura a sei inserti, una soluzione che solo Horn ci ha proposto riuscendo a superare le criticità legate alla pressione di taglio», ha commentato Kanzler. Nonostante l’elevata pressione di taglio che si genera durante la lavorazione, infatti, gli utensili del produttore tedesco si sono dimostrati estremamente stabili. «I sei denti ci offrono prestazioni di fresatura più elevate e la possibilità di raggiungere velocità di avanzamento superiori», ha spiegato Weiss. L’inserto per frese circolare del tipo 613 raggiunge una durata di mille pezzi. Il profilo a evolvente dei taglienti è affilato di precisione. La velocità di taglio equivale a vc = 310 m/min, mentre la velocità di avanzamento è programmata a 600 mm/min. L’utensile esegue ciascuno degli 8 denti della dentatura all’intera profondità di 2,1 mm in una passata, e la fresa lavora in opposizione.

Partner totale

La gamma di prodotti Horn, distribuita in Italia da Febametal, comprende un vasto programma di utensili per la produzione di differenti geometrie di denti dal modulo 0,5 al modulo 30. Qualsiasi dentatura per ruote anteriori, per collegamento albero-mozzo, per alberi a vite, per ruote coniche, oppure per profili specifici dei clienti, si ottiene con gli strumenti per la fresatura o la stozzatura in modo estremamente economico. La gamma di prodotti dedicati alla tecnologia power skiving è la prova della competenza nell’esecuzione di dentature. Si tratta di una procedura nota da oltre 100 anni. L’applicazione più ampia è avvenuta soltanto a partire dall’avvento dei centri di lavorazione e dalle macchine universali con mandrini completamente sincronizzati e con software ottimizzati per il processo, che consentono di sfruttare questo sistema altamente complesso.

La partnership tra Beutlhauser e Horn esiste da soli 2 anni. Finora gli utensili Horn erano stati utilizzati principalmente per applicazioni standard. «Con l’adozione del processo di dentatura, Horn e i suoi specialisti di prodotto hanno dimostrato la propria competenza nella soluzione dei problemi. Siamo estremamente soddisfatti di questa collaborazione», ha concluso l’amministratore delegato Michael Beutlhauser.