Lavorazione multiasse 101: come funziona e i suoi vantaggi
Mentre l’automazione e l’Industria 4.0 conquistano il mondo della produzione, la lavorazione multiasse sta diventando un argomento di discussione comune nelle officine di tutto il mondo. Il motivo? La lavorazione multiasse consente di realizzare lavorazioni più rapide e complesse con meno lavoro umano.
Che cos’è la lavorazione multiasse?
La fresatura tradizionale esiste da oltre 200 anni, ma quella a 3 assi è stata inventata solo nel 1861, quando Brown & Sharpe creò la Fresatrice Universale. Questa macchina, come tutte le fresatrici tradizionali a 3 assi, poteva muoversi in tre direzioni lineari. La lavorazione è stata resa ancora più efficiente negli anni ’50 con il debutto della lavorazione a controllo numerico.
L’ultima innovazione tecnologica, la lavorazione multiasse, amplia le capacità di movimento della macchina tradizionale a 3 assi. Invece di muoversi lungo tre semplici assi lineari, le macchine multiasse possono muoversi in quattro o più direzioni aggiungendo assi rotativi e assi lineari paralleli. Alcuni centri multiasse moderni possono utilizzare nove assi, ma la maggior parte ne utilizza solo quattro o cinque.
Come funzionano le macchine multiasse?
I tre assi di una tradizionale macchina verticale a 3 assi sono X, Y e Z: sinistra-destra, verso l’esterno e su-giù. La maggior parte dei centri di fresatura a 3 assi ha un tavolo fisso e una fresa mobile che viaggia lungo questi tre assi; a volte la fresa viaggia solo lungo l’asse Z mentre il tavolo viaggia lungo gli assi X e Y. Questo particolare stile di lavorazione è ottimo per le operazioni più semplici, come la realizzazione di fori e il taglio di bordi.
Le macchine a 4 assi operano su tutti e tre gli assi tradizionali – X, Y e Z – e su un asse aggiuntivo: l’asse A (rotazione intorno all’asse X) o l’asse B (rotazione intorno all’asse Y). Le macchine a 5 assi operano sugli assi X, Y, Z, A e B. Le macchine multiasse possono arrivare a utilizzare nove assi: gli assi lineari (X, Y e Z), gli assi rotativi (A, B e C – che ruotano intorno all’asse Z) e gli assi lineari paralleli (U, V e W). Gli assi lineari paralleli si muovono lungo le direzioni X, Y e Z. Considera una penna d’oca su una macchina verticale: la testa si muove verso l’alto e verso il basso nella direzione Z, ma il movimento verso l’alto e verso il basso della penna d’oca viene controllato con l’asse W. Nelle operazioni multiasse, i quattro o nove assi della macchina utensile sono tutti coinvolti simultaneamente. Immagina di tenere in mano un pezzo. Se si trattasse di una macchina a 3 assi, potresti muovere il pezzo solo in alto, in basso, a sinistra, a destra, verso di te e lontano da te. Se si trattasse di una macchina a 4 assi, potresti muovere il pezzo in tutte queste direzioni e anche inclinarlo da sinistra a destra. Se fossi una macchina a 5 assi, potresti aggiungere al tuo repertorio il ribaltamento del pezzo in avanti e all’indietro e così via.
Applicazioni di lavorazione multiasse
Qualsiasi officina può trarre vantaggio dalle tecniche multiasse. Dato che la fresa può muoversi su così tanti assi, la lavorazione multiasse può consentire una lavorazione completa con una sola impostazione e con utensili più corti. Non è necessario che un operatore rimanga in attesa per rimuovere e impostare il pezzo più volte. Questa capacità consente di risparmiare tempo e denaro: meno possibilità di errore da parte dell’utente durante l’impostazione, meno ore di lavoro necessarie, riduzione dei tempi di consegna, elevata ripetibilità e migliore interfaccia con l’Industria 4.0. La lavorazione multiasse migliora anche le finiture superficiali, poiché l’utensile si muove tangenzialmente sulla superficie del pezzo.
La lavorazione multiasse è intrinsecamente più potente di quella a 3 assi, ma ogni tipo ha i suoi vantaggi. Per i pezzi che necessitano solo di fori laterali o perimetrali, la lavorazione a 4 assi può essere sufficiente per una singola impostazione. Per i pezzi più complessi, come quelli medicali con superfici inclinate e quelli aerospaziali con geometrie complesse e tolleranze strette, potrebbe essere necessaria una lavorazione a cinque o più assi.
Ecco i settori che utilizzano comunemente la lavorazione multiasse:
- Aerospaziale
- Difesa
- Medico
- Energia
- Automotive
Vantaggi dell’utilizzo di Mastercam Multiaxis
Mastercam Multiaxis è una potente soluzione a 4 e 5 assi che può funzionare insieme a Mastercam Mill 3D, Mastercam Router 3D, Mastercam Mill-Turn e Mastercam per SOLIDWORKS®. Questo prodotto mantiene la consapevolezza del modello di magazzino, una zona di sicurezza a 5 assi intorno alla parte lavorata e limiti di inclinazione dell’asse dell’utensile per evitare di violare i limiti della macchina per una lavorazione più sicura possibile. Inoltre, è dotato della tecnologia Dynamic Motion per un’eccezionale sgrossatura e finitura multisuperficie. Le capacità di Multiaxis, che vanno da quelle standard a quelle avanzate, offrono agli utenti un controllo completo sul modello di taglio, sull’asse dell’utensile e sulla prevenzione delle collisioni.
I modelli di taglio, che vanno da semplici wireframe 2D a complesse griglie multisuperficie, guidano il taglio lungo percorsi predeterminati. Questi percorsi variegati ottimizzano il taglio e garantiscono la sicurezza.
Il controllo dell’asse dell’utensile permette agli utenti di specificare l’asse dell’utensile, l’avanzamento/ritardo, l’entrata/uscita e l’inclinazione. Questa tecnologia orienta l’asse centrale dell’utensile mentre segue lo schema di taglio e utilizza un controllo avanzato delle sgorbie e una zona di sicurezza a 5 assi durante la lavorazione per proteggere il pezzo.
Il controllo delle collisioni offre un campo di “tolleranza di mancato contatto”, in modo che l’utente possa scegliere con esattezza la distanza che desidera che l’utensile si avvicini a qualsiasi componente di lavorazione.
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