CRAFTSMAN STORY vol.7

Serie di frese integrali con rivestimento diamantato per la finitura della grafite "DF2XLBF"

Un rivestimento CVD dal bilanciamento perfetto per materiali da taglio molto affilati

Serie di frese integrali con rivestimento diamantato per la finitura della grafite

Lanciata nel 2016, la DF2XLBF è stata sviluppata come prodotto speciale destinato a uno specifico cliente. L'obiettivo del progetto era raddoppiare la vita degli utensili esistenti, utilizzati per la lavorazione dei materiali in resina composita dura. Sebbene il test interno su piccoli lotti effettuato sul prototipo avesse dato risultati incoraggianti, quello su lotti di medie dimensioni presso la sede del cliente risultò deludente.

Tuttavia, ulteriori sforzi portarono ad un allungamento insperato della vita dell'utensile. La ragione di tale successo è da ricercare nella determinazione dei collaboratori più giovani.  

The evaluations

– Potete raccontarci i retroscena dello sviluppo della DF2XLBF?

Tominaga:  Mitsubishi Materials proponeva già una fresa integrale con rivestimento diamantato CFD per la lavorazione della grafite. La nuova DF2XLBF viene utilizzata per la finitura, come indicato dalla lettera "F". Inizialmente venne sviluppata come prodotto speciale commissionato da un cliente del settore medico, ma successivamente abbiamo ampliato le vendite a tutti i clienti. 

Hosokawa:  La prima richiesta di produzione dell'utensile da parte del cliente risale a novembre 2014. La sua esigenza era aumentare la durata della vita degli utensili impiegati per la lavorazione dei materiali in resina composita dura. L'obiettivo era il raddoppiamento della vita degli utensili esistenti. Sebbene questo fosse estremamente difficile iniziammo a produrre e a testare i prototipi, e l'estate successiva il cliente ci comunicò che il nostro prodotto aveva superato le verifiche interne, cominciammo così a ricevere i primi ordini. A essere onesti, però, il vero sviluppo iniziò da quel momento.

– Avete avuto problemi dopo la consegna del prodotto?

Tominaga:  Quando il cliente iniziò a utilizzare l'utensile nei propri stabilimenti di produzione, si verificò un deterioramento considerevole della vita dell'utensile stesso. Naturalmente apportavamo miglioramenti ogni volta che veniva riscontrato un problema, e testavamo la qualità effettuando controlli al nostro interno per verificare le prestazioni di base prima della consegna; tuttavia, le reali prestazioni presso i siti produttivi erano variabili e del tutto insoddisfacenti. 

Hosokawa:  Un giorno il cliente ci disse irritato che avremmo fatto meglio a interrompere lo sviluppo. Immaginando che ci fosse un problema di fondo che non avevamo individuato, chiedemmo al cliente di permetterci di visitare il suo stabilimento. La risposta del cliente fu molto dura: "Le ispezioni e lo sviluppo hanno richiesto troppo tempo e i risultati sono stati assolutamente inaccettabili. Riteniamo di poter fare a meno degli utensili di Mitsubishi." Tuttavia, nell'analizzare i processi di produzione notammo qualcosa di importante. I singoli pezzi prodotti dal cliente avevano forme leggermente diverse. In altre parole, il carico di lavorazione variava a seconda del pezzo. Esaminammo la differenza di forma di ogni particolare e rapidamente migliorammo la geometria del tagliente. Eravamo sicuri che questo miglioramento avrebbe risolto il problema, così chiedemmo al cliente di darci un'ultima possibilità di testare la nuova geometria dei taglienti.

– Cosa vi rendeva così sicuri del risultato?

Tominaga:   It was simply the optimization of the coating and edge geometry. Hard composite resin materials cause serious abrasion, but they are not iron metals that tend to react with carbon. Therefore, we used CVD diamond coating, which has extremely high abrasion resistance. In general, CVD coating film tends to be thick, which makes it hard to create sharp edges. However, the tool we developed was for finishing and so required sharp edges. So, we optimized the coating to be thin enough to enable sharpness, but thick enough to resist abrasion.

Hosokawa:  We also improved the neck diameter and cut length. Increasing rigidity and tool life generally requires a larger neck diameter and shorter cut length, but we needed an end mill with a smaller diameter for insertion into the deeper sections of components because of the characteristics of their forms. This meant that we needed a smaller neck diameter and a longer cut length. We considered what neck diameter would be rigid enough but not cause interference during machining. We decided that a diameter change from 1.90 mm to 1.86 mm might suffice. Although it was such a slight difference, we were excited to see if this would solve the problem.

The evaluations

Il test finale che decise il nostro destino

– Quale fu la reazione del cliente?

Hosokawa:   Il cliente ci concesse un'ulteriore possibilità di testare l'utensile, ma a determinate condizioni. Per poter effettuare un test finale presso l'azienda committente, dovevamo lavorare un determinato numero di pezzi entro un intervallo di tempo stabilito, e ottenere risultati positivi in un ambiente operativo identico a quello della prova (stesso materiale da lavorare, stesse condizioni di taglio e stesse macchine). Iniziammo a testare la lavorazione, sapendo che per Mitsubishi Materials questa sarebbe stata l'ultima chance. In tutta questa fase, la signora Ikuta svolse un ruolo chiave. 

Ikuta:   Era il mio primo anno di lavoro alla Mitsubishi Materials, ed ero molto in ansia per il fatto di essere stata destinata a un progetto così importante. Fotografammo il tagliente dell'utensile e i suoi componenti e li controllammo dopo aver lavorato un lotto di cinque pezzi. Ogni pezzo richiedeva 30 minuti, per un lotto impiegammo quindi circa tre ore. Ripetemmo il processo ogni giorno finché non completammo i 40 lotti (200 pezzi). Inviammo 10 lotti al cliente, che a sua volta verificò i risultati. 

– Quando avete cominciato a capire che avreste potuto ottenere buoni risultati?

Hosokawa:  Dopo aver concluso la lavorazione di circa 150 pezzi. La mia preoccupazione si trasformò in fiducia e, una volta terminati 200 pezzi, comunicammo i nostri risultati al cliente. Il cliente effettuò test in ogni sito produttivo e ottenne una durata media pari a quattro volte quella degli utensili esistenti. L'esito superava di gran lunga l'obiettivo iniziale e il cliente era visibilmente soddisfatto. E se siamo riusciti a condurre con successo i nostri test in tempi tanto brevi è stato grazie all'impegno della signora Ikuta. 

Ikuta:   È semplice, ho continuato a lavorare il più possibile. Ero pienamente consapevole dell'importanza del progetto per Mitsubishi Materials, e così ho fatto del mio meglio per far progredire il progetto. 

Tominaga:  In questo caso, la chiave del successo va individuata nel contributo di due giovani collaboratori del team. I dipendenti con esperienza come noi sono spesso frettolosi nel giudicare irrealizzabile una richiesta. Ma tanto il signor Hosokawa quanto la signora Ikuta erano sufficientemente giovani da non lasciarsi scoraggiare da un compito che sembrava impossibile, ed erano anzi ansiosi di portarlo a termine. Avevano un atteggiamento positivo e non temevano di fallire. 

- Vorreste aggiungere qualcosa per i nostri lettori?

Hosokawa:  Siamo molto orgogliosi della DF2XLBF. Il prezzo, la durata della vita utensile e il rapporto costo-prestazioni sono eccellenti. Consigliamo questo utensile per la lavorazione dei materiali a cui può essere applicato il rivestimento diamantato CVD.