Una macchina CNC (Computerized Numerical Control) è caratterizzata da una tecnologia di controllo studiata per la produzione di pezzi di diverse tipologie e dimensioni, anche di forme estremamente complesse. I dati per la produzione dei pezzi vengono trasmessi da un programma CAD, con il quale vengono creati i componenti.
Vantaggi
Le macchine CNC hanno molti vantaggi rispetto all’elaborazione manuale.
- Producono componenti di alta precisione e di dimensioni ridotte.
- La produzione di pezzi complessi risulta estremamente semplice.
- Anche piccole serie possono essere prodotte economicamente e in breve tempo. La fabbricazione di prodotti è possibile senza sprechi di materiale. Ciò consente un controllo efficace dei costi di produzione, inoltre possono essere utilizzati infinite tipologie di materiale.
- Sono anche adatte per grandi serie di produzione.
Lavoro tridimensionale
L’obiettivo centrale del lavoro con una macchina CNC è il lavoro in 3D, noto anche come fresatura 3D. Questo lavoro si riferisce principalmente alla fresatura di metallo, ma possono essere lavorati anche altri materiali:
- Tridimensionalità nella plastica: i lavori di fresatura 3D possono essere eseguiti in modo rapido e pulito con la plastica. Le macchine a controllo numerico possono creare forme e strutture in POM, plexiglas e PVC. La plastica POM in particolare è resistente all’usura e può essere facilmente lavorata senza la formazione di sbavature.
- Tridimensionalità nel marmo: Contrariamente alla lavorazione della plastica, per la lavorazione del marmo viene utilizzato uno speciale utensile VHM. Questo strumento ha una sola parte tagliente. Durante questo tipo di produzione è necessario il raffreddamento con acqua. La fresatura in questo caso può essere molto precisa ed eseguita ad una distanza estremamente ridotta. Difficilmente si otterrà un risultato simile con l’uso di uno scalpello.
- Tridimensionalità in schiuma e legno: La macchina cnc può anche produrre forme 3D a partire da schiuma o legno. Non importa quale tipo di legno sia, né se si tratta di schiuma morbida o schiuma dura. I campi di applicazione possono essere molteplici.
Una programmazione complessa
La complessità di queste macchine è dimostrata in particolare dal fatto che è necessaria una lunga programmazione per trasformare un modello 3D in realtà.
In sostanza, grazie alla programmazione iniziale, non è necessario un costante controllo della produzione da parte di personale. Pertanto, nell’ambito della produzione in serie, di solito sono pochissimi gli addetti che lavorano direttamente sulle macchine.
Durante la produzione viene eseguito un controllo di qualità completamente automatico. Anche il monitoraggio dell’usura o della rottura dell’utensile viene eseguito in maniera automatica.
Pertanto, quando si programma un lavoro CNC, è importante avere una conoscenza approfondita dei singoli utensili e del materiale.
Programmare la macchina CNC
Il tempo necessario per la programmazione è relativamente elevato. Tuttavia, il software è notevolmente migliorato e semplificatonel corso del tempo, ma la programmazione non è ancora immediata.
Il software applicativo rende la programmazione un po’ più semplice. Il progettista del prodotto crea un modello nel programma CNC sul suo PC utilizzando il sistema CAM e lo trasferisce alla macchina.
Sono possibili anche inserimenti manuali o interventi spontanei. Con il sistema di produzione assistito da computer, tuttavia, ciò non è necessario.
Strumenti vari
Gli strumenti di misura e di serraggio sono considerati utensili. Inoltre, gli attrezzi per la macchina possono essere realizzati in base alle esigenze specifiche per un pezzo particolare e fissati nella macchina. Gli strumenti possono essere classificati in base al processo di fabbricazione. Ciò che gli strumenti hanno in comune è che sono collegati all’interfaccia della macchina.
- Utensili per la tornitura: Un utensile per tornio lavora un pezzo bloccato nel mandrino del tornio della macchina da tutti i lati. Il mandrino rotante, a sua volta, ruota ad alta velocità. L’utensile per tornio è disponibile con taglienti geometrici di forma diversa, che producono i diversi motivi o forme sul pezzo.
- Utensili per la foratura: Le macchine che eseguono operazioni di foratura nel pezzo hanno un disegno geometrico che varia a seconda del tipo di forma o bilanciamento che si vuole ottenere. Questo tagliente viene spinto in profondità nel pezzo in lavorazione nel punto programmato, con forza e velocità variabili.
- Utensili per la fresatura: la varietà di teste di fresatura è incredibile. Le teste di fresatura sono posizionate sul portautensili. Esistono teste di fresatura a singolo e doppio tamburo con diversi profili. A seconda della direzione del processo, il tagliente delle teste di fresatura si sposta dentro o contro la direzione di avanzamento e fresa le aree corrispondenti sul pezzo bloccato.
- Utensili per la levigatura: Il processo di levigatura viene implementato utilizzando utensili di forma cilindrica.
- Utensili per la sbavatura: Per rimuovere le sbavature su un pezzo causate da fresatura, tornitura, ecc., è possibile lavorare un pezzo con uno strumento anti sbavatura. Gli utensili consentono una post-elaborazione CNC molto precisa, anche di pezzi molto complessi, con una precisione del percorso fino a 0,1 millimetri.
- Utensili per la rettifica: nella macchina CNC, i pezzi possono essere letteralmente rifiniti. Gli utensili lavorano con alta precisione e garantiscono un’elevata qualità della superficie. Gli utensili abrasivi ne consentono la rettifica, appunto.
Lavorazione di materiali diversi
Grazie alla varietà di utensili, che possono essere sostituiti in qualsiasi momento, e alla robustezza dei componenti, è possibile lavorare un’ampia varietà di materiali. Questi includono:
- Plastica
- Pannelli in solid core come resina acrilica, laminato compatto, pannelli in solid surface etc.
- Legno e materiali legnosi
- Lastre di pietra
- Metalli come l’alluminio
Le materie plastiche possono essere lavorate in modo particolarmente preciso con gli utensili CNC e trasformate in pezzi altamente complessi. Inoltre, le incisioni possono essere incorporate, ad esempio, nelle lastre di pietra o le superfici in legno possono essere trasformate in vere e proprie opere d’arte.
Ambiti di applicazione
Le macchine CNC possono essere equipaggiate con diversi utensili e avere fino a 10.000 giri al minuto. Sono utilizzate in particolare per la produzione in serie, dove apportano vantaggi economici. Ad esempio, la fresatura CNC non si limita alla lavorazione di pezzi metallici. Funzionano perfettamente anche nella lavorazione della plastica e del legno, indipendentemente dalle dimensioni delle lavorazioni.
Misure di sicurezza sul lavoro
La salute e la sicurezza sul lavoro sono particolarmente importanti, in quanto si tratta di macchine molto pericolose. Di solito esse vengono recintate, in modo che nessuno possa avvicinarsi troppo ed essere esposte al rischio.
