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La domanda di materiali difficili da tagliare nelle industrie crescenti è in costante aumento. È importante sviluppare i prodotti standard più adeguati, che possano poi essere applicati alla vasta gamma di applicazioni per questi materiali. Abbiamo intervistato quattro membri del reparto di sviluppo, a proposito della loro esperienza nello sviluppo di inserti destinati a questo tipo di materiali.

D:  Possiamo fornire ai nostri lettori qualche informazione su come è partito il progetto?

Sugaya: La richiesta di materiali difficili da tagliare è andata crescendo in numerosi settori industriali, quali quello aeronautico, automobilistico e medico. Per rispondere a questa esigenza, abbiamo avviato un progetto di sviluppo di prodotti per la lavorazione dei materiali difficili da tagliare. Questo gruppo di materiali comprende, però, materiali molto diversi fra loro, e anche i componenti lavorati sono molto vari. Di conseguenza, differiscono significativamente le prestazioni degli utensili richiesti per le diverse applicazioni. Puntavamo a sviluppare utensili standard applicabili a una vasta gamma di condizioni. Per prima cosa, abbiamo valutato gli obiettivi prioritari insieme al personale del reparto Vendite, che ha una profonda conoscenza delle esigenze dei clienti, e quindi con gli esperti del reparto Sviluppo materiali. Sulla base di queste valutazioni abbiamo scelto come obiettivo l’industria aereonautica, per poi avviare lo sviluppo di inserti ottimizzati per la lavorazione del titanio e delle superleghe.

D: Quali sono gli ostacoli incontrati durante il processo di sviluppo?

Sugaya: Il meccanismo che provoca il danneggiamento dei taglienti durante la lavorazione dei materiali difficili da tagliare, come titanio e superleghe, è totalmente diverso da quello che avviene nella lavorazione dei metalli generici, come la ghisa e l’acciaio. Ci siamo concentrati sulla riduzione dell’usura dei bordi e sulla realizzazione di utensili di lunga durata.

Sugawara: In primo luogo abbiamo analizzato accuratamente gli utensili esistenti. I danni durante la lavorazione dipendono da lievi differenze di condizione, e ciò complica la valutazione delle prestazioni dei singoli utensili. Durante la sperimentazione abbiamo perciò usato il maggior numero possibile di campioni, basando l’analisi di ciascun campione su un numero di criteri superiore a quello convenzionale. Dall’analisi è emerso che l’angolo di spoglia e le dimensioni di onatura sono gli elementi principali per la riduzione del danno.​​​​​​​

Sugaya: Con il prototipo realizzato con un angolo di spoglia maggiore e con dimensioni di onatura inferiori abbiamo registrato una diminuzione dei danni durante la lavorazione iniziale, ma la durata della vita utensile era molto breve. Considerata la natura stessa del gruppo di superleghe resistenti al calore, la durata dell’utensile nella lavorazione delle superleghe è molto difficile da prevedere valutando solo l’usura della lavorazione iniziale. Per migliorare la vita utensile, abbiamo quindi effettuato tutti i test di prova per tempi lunghi, fino a che l’inserto era inutilizzabile. Sono stati, inoltre, necessari numerosi test anche per ottenere inserti adatti a una vasta gamma di applicazioni in superleghe. Le nostre sperimentazioni hanno consentito infine di individuare la miglior forma di tagliente.​​​​​​​​​​​​​​

Ichinoseki: È stato un processo per tentativi ed errori. Poiché avevamo già approfondito la questione dell’angolo di spoglia e della dimensione di onatura prima dello sviluppo, abbiamo potuto dedicare una significativa quantità di tempo e impegno alla produzione di prototipi, alla misurazione delle forme, alla valutazione e all’analisi della lavorazione rispetto a quanto avvenuto nei progetti di sviluppo precedenti. Una volta prodotto un prototipo, il collaudo è proseguito per tre giorni. Sebbene i computer abbiano contribuito a rendere lo sviluppo più efficiente, la ripetizione necessaria per garantire l’accuratezza ha richiesto tenacia e pazienza. L’impegno è stato però ripagato: ci ha consentito di trovare l’angolo di spoglia e la dimensione di onatura più adatti a ciascun prodotto.​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Dopo numerosi tentativi ed errori sono state progettate tre tipologie di rompitruciolo capaci di soddisfare le esigenze del mercato, che sono state presentate nel 2013. Oggi sono finalmente disponibili per le diverse applicazioni il rompitruciolo della serie LS, con un angolo di spoglia di 20 gradi e un eccellente controllo dei trucioli; il rompitruciolo serie MS, con un angolo di spoglia di 15 gradi e capace di ridurre l’usura dei bordi e il rompitruciolo serie RS, con un angolo di spoglia di 10 gradi e capace di impedire la scheggiatura. Il fatto che sia stata più volte riconosciuta la loro capacità di coprire una vasta gamma di applicazioni oltre alla lavorazione delle superleghe, sottolinea come questi prodotti abbiano conquistato una reputazione di versatilità. Siamo soddisfatti: i nostri prodotti hanno ottenuto un riscontro davvero notevole.​​​​​​​​​​​​​​

Masuno: Il significativo aumento del contenuto di alluminio rispetto all’esistente (Al, Ti)N ha garantito un elevato grado di stabilizzazione della durezza, apportando un miglioramento significativo della resistenza all’abrasione e alla saldatura del truciolo. Siamo riusciti a migliorare le prestazioni di oltre il 25% rispetto ai prodotti esistenti; quando abbinata all’ottimale geometria del tagliente, la prestazione complessiva degli inserti per i materiali difficili da tagliare ha registrato un ulteriore incremento.

D: Qual è stata la priorità nello sviluppo?

Ichinoseki: Essendo sviluppatori siamo particolarmente attenti al design. A una geometria che garantiche un’eccellente rottura del truciolo abbiamo abbinato un design finale dall’aspetto di ala d’aereo. In questo modo, anche il design riflette l’altissima qualità di questo prodotto, dalle eccellenti prestazioni nella lavorazione delle superleghe.​​​​​​​

Sugawara: Per le applicazioni di tornitura sono disponibili molti tipi di inserti ISO. Sebbene siano state conservate le prestazioni di base del prototipo, oggi vengono offerte molteplici geometrie che combinano dimensioni, raggi e spoglie differenti. Per evitare ritardi nel lancio del prodotto, abbiamo anche creato un sistema che ci consentisse di ultimare la fase di progettazione in un terzo del tempo impiegato dai prodotti esistenti.​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Il più grande vantaggio della collaborazione tra quattro persone con età e livelli di esperienza diversi è la convergenza dei singoli know-how. Nel manuale di progettazione che abbiamo usato, Ichinoseki ha condiviso l’esperienza maturata nella sua lunga carriera; raccomando a tutti i giovani progettatori di studiare questo fondamentale manuale. È mio desiderio continuare a studiare la tecnologia sviluppata da persone così esperte, per poi consegnarla alla prossima generazione.​​​​​​​​​​​​​​

Ichinoseki: Ritengo inoltre che l’allegria e l’entusiasmo positivo del nostro capoprogetto Sugaya, il membro più giovane del team, abbiano messo ognuno di noi a proprio agio, facilitando lo sviluppo di questi prodotti.

D: Avete un messaggio da inviare ai clienti?

Ichinoseki: Al momento forniamo soltanto inserti negativi, ma abbiamo intenzione di lanciare una gamma di inserti positivi. Dopo aver commercializzato i prodotti, ci siamo resi conto che sia gli utensili sia la tecnologia usata nel relativo sviluppo potevano essere applicati nella lavorazione dei componenti di piccole dimensioni. Proseguiremo, perciò, con lo sviluppo di inserti di piccole dimensioni. ​​​​​​​​​​​​​​

Sugaya: Sebbene siano destinati ai materiali difficili da tagliare, possono essere utilizzati per l’acciaio inossidabile e per qualche altro tipo di acciaio. Mi auguro che i nostri clienti possano sfruttare al massimo questa versatilità. Per incrementare l’impiego in più settori, intendiamo inoltre sviluppare una più ampia selezione di geometrie.​​​​​​​​​​​​​​

Sugawara: Abbiamo anche implementato nuove idee volte a garantire l’efficienza. Tutto il know-how maturato in questo progetto sarà utile negli sviluppi futuri, e sono orgoglioso di aver potuto offrire questi prodotti ai nostri clienti in tempi così rapidi. ​​​​​​​​​​​​​​

Masuno: Continueremo a sviluppare nuovi materiali e tecnologie per fornire prodotti di alta qualità e ad alte prestazioni.