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(Kikugawa, prefettura di Shizuoka)

Impegnata nello sviluppo e nella produzione di torni automatici Swiss-Type destinati alla produzione di dispositivi medici, l'azienda detiene circa il 30% della quota di mercato globale.

Torni automatici sviluppati dagli utilizzatori per gli utilizzatori

Star Micronics Co., Ltd. ha iniziato la propria attività nel 1950 come piccola fabbrica di componenti con soli sei addetti. Inizialmente l'azienda produceva parti di precisione per orologi, utilizzando torni automatici provenienti dalla Svizzera e dal Giappone. Per realizzare componenti di qualità superiore, decise di fabbricare le proprie macchine utensili per uso interno, seguendo il desiderio del fondatore di sviluppare un tornio automatico. L'azienda pubblicizzò il suo prodotto come "prodotto dagli operatori per gli operatori" (made by machinists for machinists) e ben presto iniziò a ricevere ordini per torni automatici da parte di altre aziende. 
"Produciamo da tempo un'ampia gamma di parti di precisione utilizzando macchine utensili che abbiamo sviluppato al nostro interno. La nostra Divisione Sviluppo valuta i feedback sull'usabilità che riceviamo dai nostri clienti e li integra nel processo di sviluppo e miglioramento dei prodotti nuovi e di quelli esistenti. Questo è il nostro maggiore punto di forza", dichiara Fumio Masuda, Executive Manager del reparto Sales & Marketing, divisione Machine Tools.

Star Micronics iniziò l'espansione delle vendite di torni automatici a livello globale esportandoli in Inghilterra a partire dal 1962. Oggi ha stabilimenti di produzione e strutture di vendita e assistenza in Europa, Stati Uniti e Asia. Non si affida a distributori e concessionari, ma invia i dipendenti direttamente dai clienti per fornire loro un servizio completo prima e dopo la vendita dei prodotti. Una tale attenzione è sempre stata molto apprezzata dal mercato, e i suoi torni automatici Swiss-Type hanno ormai conquistato circa il 30% della quota di mercato globale, nel quale ricopre una posizione di leadership. I suoi torni vengono utilizzati anche per la produzione di viti per ossa, impianti di denti artificiali, materiale ausiliario per le articolazioni e per molte altre applicazioni.

La combinazione di geometrie lunghe e sottili e di materiali difficili da tagliare, che caratterizza molti componenti medicali, rende difficile la loro fabbricazione senza l'impiego di tali macchinari. Per questo, nel settore medico i prodotti di Star Micronics Co., Ltd. sono considerati le macchine utensili d'elezione. "Inoltre, poiché le viti per ossa e le altre parti utilizzate per i trattamenti medici vanno inserite all'interno del corpo umano, devono essere conformi a standard estremamente elevati, tenere conto della compatibilità sanguigna ed essere resistenti alla corrosione. Per soddisfare requisiti tanto severi, questi prodotti vengono realizzati con materiali difficili da tagliare, come le leghe di titanio, e richiedono altresì una precisione geometrica estremamente elevata", spiega Noriaki Ozeki, Manager del settore Technical Sales Support, reparto Sales & Marketing, divisione Machine Tools. 

Una maggiore rigidità della macchina consente la lavorazione dei dispositivi medici

I torni automatici Swiss-Type sono dotati di un design e di specifiche che rispondono a requisiti estremamente rigorosi, e sono molto apprezzati dai produttori di dispositivi medici.

"Nello sviluppo di questi torni ci siamo concentrati sulla rigidità della macchina. Abbiamo utilizzato una struttura a piano inclinato con superfici a coda di rondine a scorrimento trapezoidale. In questa struttura, le parti fisse e mobili sono costruite in modo da avvicinare al punto di taglio il centro della vite a circolazione di sfere e, quindi, da ridurre il momento di carico durante il taglio. Ciò consente di diminuire le vibrazioni causate dalla resistenza al taglio e di aumentare la precisione. In questo modo è possibile mantenere una precisione di lavorazione uniforme e costante, anche quando si rendono necessarie modifiche significative delle profondità di taglio", ha dichiarato Daisuke Suzuki, Executive Manager del Development Department, divisione Machine Tools.

Oltre al piano inclinato con incastro a coda di rondine, l'utilizzo di varie strutture – tra cui una superficie di scorrimento dell'attacco mandrino che supporta il carico di taglio durante la lavorazione – aumenta la rigidità della macchina. L'azienda ha anche realizzato una serie di progetti innovativi per garantire una precisione di lavorazione ancora più elevata. 

"Ad esempio, i denti artificiali per impianti richiedono talvolta di praticare un foro profondo 80 mm, ma di soli 1,8 mm di diametro. Praticare questo tipo di foro sul lato anteriore di una macchina è problematico, a causa dei limiti imposti dagli ingombri; perciò, montiamo un accessorio sulla parte posteriore del mandrino, che può eseguire fori fino a 100 mm di profondità", spiega Ozeki, Manager del settore Technical Sales Support. Inoltre, per limitare la deriva termica è stata pensata una soluzione unica nel suo genere, che consente di misurare e prevedere le variazioni di calore e di regolare la macchina di conseguenza. "A volte i professionisti del settore medico vengono a farci visita per osservare il processo di produzione. La nostra progettazione punta anche a creare una struttura semplice, che impedisca la fuoriuscita di olio per facilitare le operazioni di pulizia", aggiunge Fumio Masuda, Executive Manager del reparto Sales & Marketing. Nel frattempo, Star Micronics Co., Ltd. ha sviluppato un sistema di controllo del movimento che garantisce un controllo complessivo superiore. Questo sistema varia la velocità del mandrino nel momento più appropriato e assicura un movimento fluido durante tutto il ciclo, favorendo così una significativa riduzione dei tempi di non taglio. Durante la preparazione per le fasi successive, il sistema riduce l'avanzamento di taglio per consentire di effettuare regolazioni in posizioni e secondo tempi prestabiliti. In questo modo è possibile contenere le vibrazioni e aumentare la precisione. 

Molte aziende meccaniche impiegano processi di produzione estremamente complessi, come la trasformazione delle barre a sezione cilindrica in elementi a sezione quadrata o di altra forma. Spesso i torni a bassa rigidità non soddisfano gli standard geometrici desiderati per questo tipo di prodotti, pertanto le migliorate finiture superficiali e la precisione dei torni automatici Swiss-Type sono di grande utilità per quelle aziende che devono affrontare questo genere di problema. 

Utensili che consentono le massime prestazioni della macchina

La collaborazione tra Star Micronics e Mitsubishi Materials ebbe inizio nei primi anni 2000. Proprio in quel periodo, i materiali lavorati mediante torni automatici stavano passando dagli acciai di facile lavorazione agli acciai inossidabili. Questo cambiamento interessò sempre più i sistemi di iniezione dei motori automobilistici, facendo aumentare anche l'utilizzo dell'acciaio SUS316 e dei materiali al titanio per i componenti dei dispositivi medici. Se per la lavorazione dell'acciaio inossidabile il controllo dei trucioli è importante, la durata dell'utensile è un fattore fondamentale per i torni automatici. Tuttavia, queste macchine tendono a utilizzare lubrorefrigeranti che non sono altrettanto efficaci nel caso degli acciai inossidabili. Inoltre, componenti di dispositivi medici sono spesso prodotti utilizzando materiali al titanio difficili da tagliare, il che comporta maggiori complicazioni in fase di foratura. Per far fronte a questi problemi, erano necessarie punte di diametro più piccolo con fori per il passaggio del lubrorefrigerante, rivestite con materiali caratterizzati da una spiccata resistenza al calore. Come soluzione, Mitsubishi Materials ha sviluppato la punta MWS, che utilizza un rivestimento VP con una resistenza al calore estremamente elevata. Fin dal suo lancio, Mitsubishi Materials e Star Micronics hanno impiegato la punta ad alte prestazioni per applicazioni di prova, includendola anche nell pacchetto di attrezzamento "chiavi in mano". Ripensando a quel periodo, Keiichi Kuroda, responsabile delle vendite nel 2000, ha dichiarato: "Abbiamo utilizzato una vasta gamma di punte lunghe di piccolo diametro per varie applicazioni di uso interno, e questo ci ha indotto a consigliare queste punte per la lavorazione di fori profondi." Abbiamo chiesto al signor Ozeki quale fosse la sua impressione nei confronti di Mitsubishi Materials, questa è stata la sua risposta: "Gli utensili che utilizzavamo per lavorare i componenti di aerei erano caratterizzati da una durata elevata, e anche quando si trattò di aumentare gli avanzamenti e le velocità, ci permettevano di continuare a realizzare pezzi di alta precisione. Quando venni assegnato allo stabilimento in Cina iniziammo a utilizzare gli utensili Mitsubishi Materials per i componenti medicali, facendo tesoro delle precedenti esperienze nella produzione di elementi aeronautici. Nel complesso, rimasi impressionato dalla qualità degli utensili."

Alle fiere a cui Star Micronics ha partecipato nel 2016, in Europa e negli Stati Uniti, è stata testata una punta per centrinatura / smussi in metallo duro che era in fase di sviluppo su un tornio automatico Swiss-Type della serie SR. Le sue prestazioni sono state eccezionali, e nel corso del 2018 si è deciso di utilizzare la punta di lamatura / smussatura DLE durante le fiere a livello nazionale e internazionale. Nel giugno dello stesso anno, è stata introdotta sul mercato la serie di punte DLE. Shoichi Fujisawa, manager del Drills Development, (Drill, CBN & PCD Products Development Center, Tools R&D Group, Mitsubishi Materials Corporation), ci spiega le caratteristiche di questa nuova punta: "Le punte per centrinatura esistenti avevano taglienti affilati, che spesso si scheggiavano durante la lavorazione dei materiali in acciaio inossidabile difficili da tagliare. La realizzazione di una serie di prototipi che garantisse la resistenza del tagliente ha risolto il problema; dopo ripetute verifiche, abbiamo deciso di applicare una geometria a doppio angolo la quale, insieme ad un assottigliamento della punta, ci ha consentito di ottenere una bassa resistenza per ridurre il carico sulla macchina utensile."
Spiega Masuda: "La compatibilità delle macchine utensili è importante per migliorare la precisione di lavorazione. Vorremmo che i produttori di utensili si impegnassero in attività di sviluppo ad ampio spettro, che includano l'avanzamento, la velocità e il controllo dei trucioli, per consentire l'ottenimento di prestazioni migliori per ciascuna macchina." Hiroaki Ohara, divisione Sales, ufficio vendite di Fuji, Mitsubishi Materials, ha dichiarato: "Lo sviluppo di questa nuova punta di lamatura è un ottimo esempio del nostro impegno nel fornire ai nostri clienti strumenti sempre migliori."

Rispondere ai progressi del settore medico

　

Il signor Ozeki, Manager del settore Technical Sales Support, ci ha parlato delle prospettive future dell'azienda: "Stiamo pensando di espandere le vendite di prodotti legati al settore medico in India e in altre regioni densamente popolate. Per noi è fondamentale individuare misure di riduzione dei costi e sviluppare non solo torni automatici Swiss-Type, ma anche torni automatici di tipo fisso, che rispondano alla crescente domanda di placche spinali negli Stati Uniti. Il nostro compito principale, tuttavia, è analizzare e implementare nei nostri prodotti i feedback dei clienti riguardo alle questioni tecniche. Oltre a fornire soluzioni, vogliamo anche avanzare proposte che portino a risultati migliori per la clientela." Aggiunge il signor Suzuki, Executive Manager del reparto Development: "Per ridurre i costi, abbiamo lavorato per più di tre anni allo sviluppo di strutture per ciascun modulo che fossero compatibili con le altre macchine. La priorità per le macchine utensili risiede nello sviluppo, e questo è vero oggi e lo sarà sempre. Abbiamo sentito la responsabilità di concepire prodotti che sappiano rispondere alle esigenze dei clienti, e continuiamo a dedicare particolare attenzione al miglioramento della rigidità della macchina."

L'azienda intende inoltre sviluppare macchine utensili in grado di lavorare acciai temprati per pezzi di alta precisione, e auspica che i produttori di utensili possano creare inserti capaci di supportare questo obiettivo. Il signor Fujisawa, Tools R&D Group, Mitsubishi Materials Corporation, afferma: "Il punto di forza del nostro gruppo consiste nella produzione di materiali e utensili, e noi siamo leader nello sviluppo e nella produzione di utensili per acciai temprati. Continueremo a rispondere alle esigenze dei clienti con strumenti ad alte prestazioni sviluppati per soddisfare uno spettro sempre più ampio di applicazioni per i materiali." 

Le sfide che i produttori devono affrontare cambiano in modo significativo nel tempo. Il signor Masuda, Executive Manager del reparto Sales & Marketing di Star Micronics, ha dichiarato: "Si prevede che in futuro la diffusione dei veicoli elettrici ridurrà il numero di componenti per auto. Tuttavia, la domanda di componenti di precisione di piccole dimensioni, che noi produciamo, aumenterà, insieme con la tendenza alla miniaturizzazione e alla necessità di sempre maggior precisione dei prodotti finali. Sfruttando la nostra posizione in un settore in crescita continueremo a innovare per garantire che i nostri prodotti soddisfino le esigenze dei clienti." Mitsubishi Materials continuerà a collaborare con Star Micronics, avanzando verso il futuro con l'obiettivo di contribuire alla crescita del settore medico globale.