Quando l’artigianato incontra la programmazione

La sfida

Realizzare progetti complessi per la produzione su ordinazione è impegnativo per definizione. Tra gli ostacoli più grandi c’è stato quello di realizzare caratteristiche molto complesse con percorsi utensile avanzati a 5 assi e basati su mesh. Il margine di errore era minimo perché il team doveva rispettare scadenze strette per consegnare i pezzi in tempo per la fiera EMO 2025. Bilanciare tempi di consegna brevi, requisiti elevati e tolleranze ristrette è stata una sfida che il team del progetto ha dovuto risolvere.

Per soddisfare queste aspettative è stato necessario un software di progettazione e programmazione potente e intuitivo, che offrisse un controllo approfondito senza rallentare il processo.

La soluzione

Mastercam ha affrontato queste sfide a testa alta. Ecco le caratteristiche che si sono rivelate più utili:

• Percorsi utensile multiasse avanzati per geometrie complesse e organiche

• Convertire a 5 assi per adattare rapidamente i percorsi 3D e controllare l’orientamento dell’utensile.

• Percorsi utensile unificati per un controllo preciso delle superfici e per evitare le collisioni

• Lavorazione basata su mesh, ideale per i dati importati o scansionati

• I percorsi degli strumenti mesh consentivano la manipolazione completa dei corpi delle mesh, ideali per lavori di tipo artistico come l’orologio a cucù.

• Modelli di stock e simulazione per la sgrossatura progressiva e la pianificazione intelligente

Queste caratteristiche non solo hanno evidenziato l’incredibile potenziale della lavorazione di precisione, ma sono servite anche come piattaforma per la progettazione sperimentale.

I vantaggi

• Prototipazione e iterazione più veloci per geometrie complesse e personalizzate

• Finiture più pulite con un controllo affidabile delle collisioni

• Strategie scalabili per la produzione personalizzata sia singola che ripetuta

• Aumenta la soddisfazione dei clienti grazie alla precisione e alla flessibilità del design

La collaborazione con l’orologio a cucù

Un esempio convincente dell’evoluzione della lavorazione di precisione è questa moderna reinterpretazione del tradizionale orologio a cucù. Grazie all’integrazione di tecniche avanzate di programmazione e lavorazione, il nostro team di progetto ha cercato di fondere l’artigianato del vecchio mondo con la moderna precisione tecnologica.

Anche scolpire un orologio a cucù in legno non è un’impresa veloce e può richiedere fino a tre settimane per essere completato. Ogni orologio è un capolavoro stratificato di disegni intricati, figure dipinte e meccanica di precisione. La versione del nostro team è stata lavorata in alluminio. Chiamala arte funzionale.

Lavorare con i percorsi utensile multiasse poneva delle sfide significative. La selezione di numerose sfaccettature della superficie rendeva difficile definire vincoli precisi o curve guida. Di conseguenza, il team ha optato per l’uso di percorsi utensile 3D dove possibile, che funzionano efficacemente sulla geometria della mesh.

“Questo approccio ci ha permesso di definire i confini utilizzando wireframe e mesh supplementari, particolarmente utili nella configurazione iniziale per lavorare le pareti e gli elementi decorativi sotto il tetto”, ha dichiarato Gaetan Schnepp, Project Lead di Mastercam. “Il risultato è stato un percorso utensile pulito e preciso generato con il minimo sforzo”.

Una volta completate le caratteristiche di base, il team ha trasferito il percorso utensile utilizzando la tecnica di “conversione a 5 assi”. In questo modo è stato possibile riutilizzare lo schema di lavorazione esistente, concentrandosi al contempo su tre controlli fondamentali: l’orientamento dell’asse dell’utensile, la gestione delle collisioni e le strategie di collegamento perfezionate.

“Forse la sfida più intricata è stata la lavorazione degli alberi stilizzati, che erano posizionati sotto il tetto e parzialmente ostruiti da recinzioni”, aggiunge Schnepp. “Abbiamo preservato la loro struttura a maglie per mantenere un’estetica organica, ma questo ha introdotto un’ulteriore complessità. Per ottenere una forma più definita, abbiamo utilizzato tecniche di rifinitura che hanno migliorato la qualità della superficie”.

Sfruttando il concetto di un cono verticalmente bisecato, il team è stato in grado di isolare e accedere a ogni lato dell’albero, lavorando sia la parte anteriore che quella posteriore con efficienza. Il percorso dell’utensile poteva essere semplificato e i meccanismi di controllo delle collisioni permettevano all’utensile di ritrarsi con grazia lungo la superficie dell’albero. In questo modo si è evitata la manipolazione manuale dell’orientamento dell’utensile nelle valli strette e nelle sporgenze.

Caratteristiche principali che hanno contribuito alla realizzazione di questo progetto

• Lavorazione delle mesh: Gli elementi organici come gli alberi sotto il tetto dell’orologio sono stati mantenuti come oggetti mesh. Utilizzando raffinati percorsi utensile 3D, il programmatore ha ottenuto risultati precisi e puliti, preservando la complessità della forma.

• Convertire a 5 assi: questa funzione permette di orientare completamente l’utensile e di controllare le collisioni in aree difficili, come la lavorazione sotto il tetto e dietro le recinzioni.

• Strategia Clean Core: Per accedere alle caratteristiche interne nascoste, come le basi degli alberi, è stato sezionato un cono verticale e utilizzato per guidare la lavorazione sia dalla parte anteriore che da quella posteriore.

• Percorso utensile unificato con modalità guida: Per i pannelli e le superfici strette, le strategie di contenimento basate su guide consentono di eseguire passaggi ottimali anche se i percorsi paralleli standard non funzionano.

• Sbavatura in 5 assi: nonostante la natura intricata del pezzo, questo percorso utensile ha permesso di ottenere una finitura dei bordi veloce e sicura grazie all’accurata conoscenza del cinematismo della macchina e alle restrizioni dell’angolo di inclinazione.

• Pianificazione del modello di magazzino: I percorsi utensile sono stati pianificati e suddivisi in fasi progressive, utilizzando modelli di stock basati su mesh esportate per visualizzare il materiale rimanente e segmentare il lavoro in unità logiche.

I risultati evidenziano un’impresa tecnica. “All’inizio molti pensavano che la complessità di questo progetto fosse impossibile. Vederlo finito ha dimostrato cosa possono fare il software, gli strumenti di taglio e la combinazione di macchine”, ha detto l’esperto di applicazioni tecniche di Seco.

La lavorazione di precisione è da tempo famosa per la sua capacità di trasformare i materiali grezzi in componenti altamente precisi e funzionali. Il progetto dell’orologio a cucù è un esempio straordinario di come questa tecnologia possa essere utilizzata per creare oggetti non convenzionali e dal design intricato che fondono arte e ingegneria.

Fatti rapidi

• Tempo totale di lavorazione: 47 ore

• Materiale: Alluminio

• Dimensioni del pezzo: 300x300x160 mm

• Piattaforma macchina: Hermle serie C42 a 5 assi

• Piattaforma CAM: Mastercam

• Verifica: Vericut

• Utensili: Utensili SECO

• Attrezzatura di lavoro: SMW Autoblock

Video: La realizzazione dell’orologio

Uno sguardo ravvicinato alle complessità dell’orologio