Alleggerimento: consigli sulla lavorazione dei materiali leggeri

24 marzo 2020 - Fissaggio pezzi
Lightweighting: Tips on Machining Light Weight Materials

L'alleggerimento è attualmente un argomento molto importante nell'ambito della produzione. L'alleggerimento è il processo di progettazione di prodotti che riducono la quantità di materiali utilizzati o usano materiali più leggeri, per ridurre il peso del prodotto. La tendenza è quella di favorire il risparmio sui costi e l'aumento delle prestazioni. L'alleggerimento è anche un'iniziativa di sostenibilità perché consente di risparmiare energia e materiali.

Quali settori richiedono materiali leggeri?

Per soddisfare l'evoluzione della richiesta di piattaforme di veicoli elettrificati e la sempre crescente domanda di maggiore efficienza energetica, i produttori e i fornitori dell'industria automobilistica, aerospaziale, marittima e ferroviaria sono in corsa per progettare e produrre veicoli e componenti più leggeri ed efficienti. La leggerezza è oggi una priorità assoluta per i produttori, che scelgono un mix di materiali più leggeri e avanzati per le parti strutturali.

Quali sono i materiali usati più comunemente?

I materiali utilizzati in questo processo sono fisicamente più leggeri, ma hanno una durata simile o superiore a quella dei loro omologhi precedenti. Tra i metalli si predilige l'alluminio rispetto all'acciaio o a materiali come il titanio per le applicazioni aerospaziali. Le materie plastiche sono formate da compositi più sottili e resistenti.

According to ASSEMBLY magazine’s 2018 State of the Profession survey, interest in lightweight materials has increased 11 percentage points in the past year. Quasi la metà (48 per cento) degli intervistati dichiara di utilizzare materiali diversi dall'acciaio tradizionale. L'alluminio è popolare tra più di tre quarti (82 per cento) degli assemblatori. Altri materiali leggeri richiesti sono la plastica (53 per cento), i compositi in fibra di carbonio (29 per cento), l'acciaio ad alta resistenza (29 per cento) e il magnesio (11 per cento).

Le sfide della lavorazione con materiali leggeri

La sfida della produzione di questi nuovi pezzi flessibili parte dalla parete sottile che può facilmente deformarsi sotto la pressione della normale lavorazione meccanica ed avere un rischio maggiore di flessione o deformazione nel processo di bloccaggio.

Forkardt, a Hardinge Company, recently acquired the SOFT-TOUCH® Chucking System for Distortion Free Workholding from General Manufacturing Systems, a supplier of delicate workholding products in Saginaw, Michigan.

Grazie a questa acquisizione, Forkardt fornisce ora una soluzione tecnologica all'avanguardia per materiali leggeri e a parete sottile, laddove la deformazione dei componenti rappresenta un problema. The unique SOFT-TOUCH® chuck design allows clamp fingers to conform to a part's natural, as processed contour. In combinazione con una pressione di serraggio regolata, la dinamica della forza risultante conferisce rigidità a parti fragili e delicate.

The SOFT-TOUCH® chuck design is unique in its simplicity. Una resistente camera d'aria in uretano, situata all'interno del corpo del mandrino autocentrante, si gonfia attraverso il mandrino della macchina tramite un sistema idraulico o pneumatico. Quando viene azionata, la camera d'aria si espande, flettendo le pinze leggere appositamente progettate, che entrano in contatto e si adattano al contorno del pezzo in lavorazione. Una leggera trazione verso il basso ferma il componente contro un piano di lavoro. Il posizionamento ad alta densità di queste pinze lungo una superficie di bloccaggio permette al mandrino di essere omogeneo con il pezzo in lavorazione. Il risultato è un aumento della rigidità del componente e della resistenza alla deformazione e alla distorsione dovuta ai carichi di forza di taglio e ai requisiti di coppia motrice.

The SOFT-TOUCH® chucking system can be dedicated to single component workholding or can be designed to accommodate a family of parts. I moduli intercambiabili possono essere forniti per concetti di lavorazione di componenti multipli e a cambio rapido.

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