Hexagon e America’s Cup: Cariboni sceglie EdgeCAM per Luna Rossa Prada Pirelli

Cariboni Srl di Ronco Briantino (Monza Brianza) è una piccola azienda familiare che ha saputo ritagliarsi un ruolo da protagonista globale in una vera nicchia di mercato, quella delle imbarcazioni da regata, specializzandosi nella progettazione e costruzione di sofisticate attrezzature oleodinamiche.
Oggi conta una trentina tra dipendenti e collaboratori, per un fatturato di 5 milioni di euro. Tutto ebbe inizio nel 1984, quando Giovanni fondò l’omonima azienda costruendo alberi di alluminio per barche a vela. Negli anni 90 si aggiunsero componenti per l’impianto idraulico, mentre le lavorazioni comprendevano anche la fibra di carbonio. L’azienda lombarda fu poi coinvolta nel progetto Wallygator, che rappresentò una svolta nella filosofia dell’intero sistema di movimentazione. Quella barca, peraltro tuttora navigante, ha rappresentato una evoluzione nel mondo della vela: gli scafi prima di allora avevano la coperta ingombra di attrezzature che facevano da necessario complemento ad albero, scafo e timone; oggi tutto è nascosto sotto coperta.
Con il team di Luna Rossa Prada Pirelli a metà anni 90 Cariboni iniziò una sempre più stretta collaborazione, consentendo all’azienda lombarda di entrare nella prestigiosa Coppa America come fornitore di tecnologie avanzate. Si tratta per esempio dei cilindri in titanio per la movimentazione degli speciali, enormi bracci che servono a sollevare la barca in navigazione, facendola letteralmente volare. Altri componenti in titanio sono utilizzati nella giunzione dei bracci ai cilindri e allo scafo, collegati con il sistema idraulico ed elettronico. Per non dire di pompe, valvole, collettori di distribuzione e altre parti: nell’ultima, recente competizione del 2021, per esempio, ogni squadra impiegava questi componenti, chi più chi meno; dal 100% di Luna Rossa Prada Pirelli all’80% del suo più temibile concorrente New Zealand.

Cariboni e l’oleodinamica per Luna Rossa Prada Pirelli

In tutti questi anni Cariboni ha continuato a migliorare e sviluppare il proprio sistema oleodinamico inventando anche nuovi componenti, come precisano Marco e Paola Cariboni, i figli del fondatore che lo affiancano ormai attivamente nella conduzione aziendale: «Ormai forniamo pezzi millimetrici al grammo per molte squadre, ci siamo sempre più specializzati in pacchetti progettati ad hoc per ogni singola imbarcazione che intende solcare il mare in giro per il mondo. Ci occupiamo anche della gestione di stralli, paterazzi, carrelli, del sistema per l’albero rotante, tutti pezzi che non si vedono a prima vista, ma sono di fondamentale importanza per fare muovere le funzioni veliche».
A prua la tensione dello strallo viene regolata con un cilindro idraulico, un’idea ‘classica’. Poi ci sono i carrelli del fiocco: in questo caso sono stati studiati cilindri integrati per diminuire al massimo la resistenza dei carichi deviati, in modo tale da avere il minore dispendio di energia possibile per la messa a punto della vela. Uno dei capolavori di ingegneria di Cariboni si nasconde nel sistema di gestione dell’albero rotante, con una soluzione che consente un risparmio di spazio e peso: «Qui abbiamo inventato un cilindro in titanio in cui l’alimentazione dei pistoni avviene tramite steli fissi, ma la ‘camera’ si muove. In questo modo riusciamo ad avere un sistema con lunghezza inferiore di due terzi rispetto alla soluzione con steli mobili e camera centrale fissa. Siamo anche intervenuti sulla randa mediante appositi cilindri a doppia velocità in funzione del carico, in grado di operare velocemente sotto carichi leggeri e lentamente con carichi contenuti, per ottimizzare la potenza».

Hexagon, lavorazioni a 5 assi e simulazioni accurate

Gli oggetti realizzati da Cariboni sono un concentrato di ingegneria, sofisticata tecnica oleodinamica, qualità costruttiva: «Ci siamo strutturati con un ufficio tecnico di progettazione e con una officina attrezzata con frese, torni e macchine per il collaudo finale, diventando una vera industria metalmeccanica al servizio delle più spinte prestazioni sull’acqua! Fin da subito abbiamo utilizzato una macchina utensile a 5 assi con tavola rotante, mentre ci siamo orientati su EdgeCAM di Hexagon per la programmazione dei percorsi di lavorazione. Lavoriamo direttamente sulla geometria solida e usiamo molto il modulo di EdgeCAM per i 4/5 assi, anche solo per il posizionamento. La programmazione è molto semplice e intuitiva: EdgeCAM, potente e affidabile, ci ha permesso di diminuire notevolmente i tempi sfruttando potenti automatismi, gestendo con efficienza la tabella utensili, mentre particolarmente utile è anche il modulo di simulazione, che ci permette di osservare l’intero spazio operativo della macchina e il risultato del processo di asportazione ben prima di avere impegnato la macchina fisica. Possiamo evitare in tal modo il rischio di collisioni. L’area feedback mostra in tempo reale quali comandi vengono simulati e quali elementi causano problemi alla lavorazione; lo strumento di confronto indica se la parte è stata lavorata in modo corretto prima di procedere con l’esecuzione reale in macchina. D’altronde il CAM deve semplificarci le operazioni, deve garantirci che, qualunque sia la forma da costruire, il percorso di lavorazione sarà efficiente e senza sorprese. EdgeCAM offre un completo controllo dell’utensile e una vasta scelta di cicli di lavorazione che consentono una elevata finitura superficiale; garantisce rapidità di calcolo anche su modelli solidi complessi e una interfaccia diretta con i formati nativi dei sistemi CAD più diffusi».

Con EdgeCAM tutti i movimenti sotto controllo

Le lavorazioni a 5 assi sono ormai comuni in tutte le aree produttive, anche quando i componenti da lavorare non richiedono il pilotaggio dei 5 assi simultanei. Piuttosto, molti pezzi ad alta tecnologia portano alla necessità di percorsi utensili sempre più complessi senza rinunciare alla rapidità e all’affidabilità: seguendo la strategia dei 4/5 assi posizionati, un componente può essere staffato una sola volta sulla tavola e lavorato anche in posizioni che con i 3 assi tradizionali non possono essere raggiunte. L’approccio dell’utensile sul particolare può avvenire a qualsiasi angolazione consentita dalla macchina utensile. Ciò significa evitare l’utilizzo di altre macchine utensili o comunque staffaggi ripetuti tra le fasi, cioè mantenere alta la precisione dimensionale attraverso l’eliminazione degli errori di posizionamento multipli, limitando al minimo gli interventi umani. Anche la finitura superficiale ottiene un miglioramento, mentre la vita dell’utensile aumenta grazie a un ciclo di lavorazione che ottimizza l’orientamento dell’utensile stesso in modo che rimanga il più possibile a contatto con la parte, evitando le lavorazioni “in aria”. Si ha accesso a lavorazioni in sottosquadro di tasche profonde, per esempio, attraverso la rotazione dell’utensile o del pezzo; si possono utilizzare utensili più corti, eliminando la necessità di staffaggi secondari.
Per quanto riguarda il controllo del percorso utensile, c’è da considerare che le lavorazioni a 5 assi possono generare grandi movimenti degli assi macchina per ottenere piccoli movimenti del tagliente sul componente in lavorazione. Questi movimenti sono in grado di danneggiare la parte e la macchina utensile: perciò EdgeCAM, supportato in Italia da ProCAM Group di Padova, mette a disposizione dell’operatore diversi metodi per evitare le collisioni grazie al controllo di tutte le parti in movimento. Un altro controllo assicura che l’avanzamento sulla punta del tagliente non rallenti quando piccoli movimenti del tagliente producono grandi movimenti degli assi macchina. Il controllo dell’avanzamento consente di muovere l’utensile lungo una specifica distanza in uno specifico lasso di tempo: questo assicura un movimento corretto della punta utensile, e consente alla macchina di effettuare i movimenti di compensazione.

EdgeCAM, il CAM capace di apprendere

EdgeCAM vuole mantenersi sempre perfettamente in linea con l’evoluzione delle macchine più complesse, quelle caratterizzate da un elevato numero di assi, capaci di eseguire operazioni combinate di tornitura/fresatura multimandrino e multitorretta. Ecco quindi la presenza di algoritmi sempre più sofisticati grazie al lavoro svolto dalla software house con i maggiori costruttori mondiali di macchine, affinché l’utente possa sfruttare al massimo le capacità della macchina. Inoltre il software, opportunamente “addestrato”, è capace di scegliere il migliore tipo di lavorazione per un determinato pezzo. La funzione Strategy Manager, tramite un diagramma a flusso, conduce l’utente verso la scelta della strategia più adatta. EdgeCAM permette di “catturare” le conoscenze tecnologiche di una lavorazione per inglobarle in schemi di lavorazione preimpostati, utilizzabili successivamente anche da neofiti o meno esperti. L’inserimento all’interno del sistema di questi potenti automatismi toglie oneri anche al programmatore in ufficio tecnico.