Che cos’è la lavorazione svizzera? Tipo, applicazione e vantaggi

Che cos’è la lavorazione svizzera?

Le macchine svizzere, dette anche macchine svizzere o torni automatici svizzeri, sono uniche nel loro genere in quanto consentono di eseguire operazioni di lavorazione simultanee. Ciò consente a più di un utensile di lavorare contemporaneamente su un lavoro, aumentando così la produttività senza la necessità di configurazioni complesse. Questa efficienza è caratteristica dei torni svizzeri e supera quella dei torni convenzionali in cui il materiale non si muove.

Il tornio svizzero si distingue per l’uso di un meccanismo di avanzamento dell’asse Z che sposta il materiale in barre attraverso un mandrino automatico. Al contrario, i centri di tornitura CNC hanno mandrini che si limitano a ruotare, limitando così i movimenti di produzione. Aumentano la precisione della lavorazione e rendono possibili difficili operazioni multizona.

Dalla Svizzera delle origini, alla fine del XIX secolo, per la produzione di orologi di precisione, la lavorazione meccanica ha fatto molta strada. La tecnica è stata inizialmente sviluppata per soddisfare le esigenze della produzione di componenti per orologi, con particolare attenzione alla precisione e all’economicità; tuttavia, nel corso del tempo è stata adattata e perfezionata per soddisfare le diverse applicazioni nei vari settori industriali di alta precisione.

Le moderne macchine CNC svizzere rappresentano l’apice di questa evoluzione, combinando la precisione tradizionale con i sistemi di controllo digitale. Scegliendo la “Lavorazione CNC svizzera”, gli operatori si avvantaggiano di una maggiore complessità e di una precisione senza pari nella produzione di questi pezzi, a dimostrazione di quanto l’integrazione di queste due tecnologie abbia influenzato la lavorazione svizzera.

Come funzionano le macchine svizzere?

Una macchina svizzera applica un alimentatore di barre che alimenta il materiale in modo sistematico e garantisce il regolare svolgimento delle operazioni. In questo modo si riduce al minimo l’impegno umano, aumentando al contempo l’efficienza produttiva e rendendo il tutto più sistematico e snello.

La fantina di questa macchina è fondamentale perché fissa e ruota il pezzo da lavorare. Azionata dall’azionamento del mandrino principale, è in grado di controllare con precisione il movimento di rotazione, fondamentale per ottenere risultati di lavorazione eccellenti. I portautensili attorno al pezzo aggiungono un movimento multidirezionale per migliorare la capacità di taglio complesso di questa macchina.

I torni svizzeri sono altamente precisi. Ciò è dovuto principalmente a una boccola di guida che mantiene il pezzo in lavorazione saldamente vicino agli utensili da taglio. Riducendo le deviazioni e le vibrazioni, è possibile eseguire processi di tornitura, fresatura o foratura di precisione.

Infine, la maggior parte delle moderne macchine svizzere sono controllate da CNC che consentono una programmazione dettagliata dei movimenti e della velocità come mai prima d’ora. Queste macchine hanno una grande finezza nell’eseguire la troncatura e quindi ogni pezzo lavorato sarà perfetto come da specifiche.

Applicazioni specifiche del settore della lavorazione svizzera

Industria medica

Ad esempio, la lavorazione svizzera nell’industria medica è molto importante per la sua capacità di produrre pezzi altamente precisi e di piccole dimensioni, necessari per vari strumenti medici. I materiali con cui vengono lavorate le viti ossee in titanio hanno una bassa conducibilità termica e quindi un elevato rapporto d’aspetto. Vengono realizzate con macchine svizzere, in grado di superare questi ostacoli e di produrre viti con tolleranze molto strette per garantire il benessere e il comfort dei pazienti. Il titanio viene utilizzato anche per la produzione di strumenti chirurgici, impianti ortopedici, inserti dentali e cateteri.

Industria aerospaziale

L’esigenza di precisione e affidabilità dei componenti rende necessaria la lavorazione svizzera nell’industria aerospaziale. Alcuni esempi di componenti prodotti con macchine svizzere includono elementi di fissaggio per aerei, raccordi idraulici e alloggiamenti per sensori. L’applicazione di questa tecnologia garantisce una rigorosa aderenza agli standard di produzione, grazie alla capacità di lavorare materiali leggeri con limiti di tolleranza rigidi. Inoltre, questo metodo può essere utilizzato per realizzare sistemi complessi come quelli presenti nei motori dei veicoli spaziali, nei comandi delle cabine di pilotaggio, ecc.

Industria elettronica

La domanda di componenti elettronici più piccoli ma altamente precisi continua a crescere nel settore dell’elettronica. Diversi componenti elettronici, come ad esempio i pin dei connettori, le prese e le sonde di contatto, sono prodotti con la tecnologia di lavorazione svizzera. Essa garantisce che questi elementi soddisfino gli standard di precisione e di qualità richiesti per l’elettronica di consumo o per i dispositivi a semiconduttore ancor prima di entrare nelle linee di produzione. La precisione è fondamentale per mantenere la funzionalità e la durata dei prodotti elettronici.

Industria automobilistica

Nell’industria automobilistica si ricorre molto alla lavorazione svizzera, soprattutto quando è necessario ottenere precisione e durata. Pezzi come boccole, alberi, componenti per l’iniezione di carburante, unità del sistema frenante sono prodotti con macchine svizzere. I produttori di automobili si affidano a sofisticati processi multistadio come la lavorazione svizzera per fabbricare parti di veicoli di qualità superiore in grado di migliorare le prestazioni complessive e gli standard di sicurezza.

Industria della difesa

È indubbio che le geometrie complesse e le tolleranze molto basse necessitino di una qualche forma di macchinabilità svizzera nell’industria della difesa. Elicotteri, missili, navi e carri armati devono avere livelli di precisione e coerenza molto elevati, che la macchina svizzera è in grado di fornire. Garantisce che i percussori, i bulloni e i grilletti siano prodotti secondo le specifiche, migliorando le prestazioni e la sicurezza dell’hardware militare.

Strumenti musicali

La lavorazione svizzera è estremamente utile per creare componenti delicati e precisi utilizzati negli strumenti musicali. Ad esempio, le piccole parti intricate degli strumenti a fiato o a ottone, le chitarre chiamate accordatori/codini e i tamburi conosciuti come aste/tensionatori sono realizzati con macchine svizzere. Ciò garantisce l’uniformità della costruzione e la qualità del suono ogni volta che si utilizza uno di questi strumenti, grazie alle tecniche di lavorazione svizzere.

Considerazioni importanti per l’utilizzo della lavorazione CNC svizzera

Avete problemi con i prezzi elevati e i tempi di lavorazione prolungati? Disegni inadeguati e spigoli vivi sono gli errori più comuni che possono ostacolare la lavorazione CNC svizzera. Seguite questi principi chiave per migliorare l’efficienza e la qualità dei prodotti.

Disegni tecnici dettagliati

I disegni tecnici devono includere tutte le dimensioni, le tolleranze, i materiali e le finiture richieste, per indirizzare gli operatori verso la produzione di pezzi perfetti. Di conseguenza, specifiche chiare aiutano a produrre i componenti richiesti in prima istanza.

Utilizzo di fori di dimensioni standard

L’uso di fori di dimensioni universalmente standard è più facile ed economico da lavorare rispetto ad altre dimensioni. L’utilizzo di un diametro di 5 mm, ampiamente diffuso, non richiede utensili aggiuntivi, migliorando così l’efficienza e riducendo i costi.

Progettare con gli angoli arrotondati

L’uso di un filetto di almeno 3 mm nei raggi interni dei pezzi può migliorare la lavorazione riducendo al minimo l’usura degli utensili ed eliminando problemi come il chattering, aumentando così la durata degli utensili di lavorazione.

Specifiche di tolleranza ottimali

Si raccomanda di utilizzare tolleranze rigide solo quando sono necessarie, per controllare le spese di produzione. Sebbene siano necessarie in applicazioni come quelle aerospaziali, le tolleranze più strette in applicazioni che non richiedono livelli di accuratezza così rigorosi non fanno altro che aumentare i costi di produzione.

Strategia di spessore della parete

Sono escluse le pareti eccessivamente sottili, cioè quelle inferiori a 0. Nei metalli è di circa 5 mm ed è fondamentale per evitare situazioni come il chattering e la deformazione durante il processo di lavorazione. Nelle materie plastiche, lo spessore della parete deve essere corretto per consentire alla struttura di resistere alla pressione esercitata su di essa durante la produzione, permettendo al contempo di creare una superficie liscia sulla plastica.

Considerazioni sulla geometria dell’utensile

I vincoli derivanti dalla geometria degli utensili di lavorazione utilizzati devono essere presi in considerazione nella progettazione, soprattutto quando nel progetto sono state incorporate forme fini e intricate, come recessi e profili profondi, che devono essere realizzabili senza dover ricorrere a molte rifiniture manuali.

Impostazione efficiente della macchina

Inoltre, mostra come gli orientamenti e i percorsi degli utensili possano essere pianificati per migliorare la produttività della lavorazione, riducendo i tempi di attrezzaggio fino al 20%, con conseguente riduzione dei costi di manodopera e aumento della produttività in produzione.

Selezione intelligente dei materiali

La scelta dei materiali per la lavorazione è molto importante a seconda della funzione del pezzo e dell’ambiente in cui deve essere utilizzato. Ad esempio, la scelta di utilizzare il titanio per la sua resistenza e bassa densità è fondamentale quando si tratta di applicazioni aerospaziali per migliorare le prestazioni.

Progettazione per una maggiore funzionalità

È possibile progettare i pezzi in modo da renderli funzionali e facili da lavorare, ovvero eliminando la necessità di utensili speciali per ridurre i tempi dei processi produttivi.

Considerazione del tempo di lavorazione

Semplificando le geometrie dei pezzi si possono ridurre notevolmente i tempi di lavorazione. La riduzione della complessità del progetto porta a una riduzione del tempo di ciclo fino al 30% e di conseguenza del costo di produzione.

Vantaggi delle macchine svizzere

Avete problemi di inefficienze e incongruenze nel processo di taglio? Non riuscite a progredire a causa di finiture scadenti, tempi di consegna più lunghi e numerose configurazioni. Fate in modo che la vostra linea di produzione diventi leader in questo settore grazie a macchine swiss con precisione, velocità più elevate e gestione versatile dei materiali.

• Poche impostazioni e operazioni: Le macchine utensili svizzere sono progettate per gestire pezzi complessi con funzioni di fresatura e tornitura in un’unica impostazione. Di conseguenza, non è necessario eseguire più impostazioni della macchina, con conseguente risparmio di tempo e riduzione al minimo degli errori.
• Migliore qualità delle finiture superficiali: La precisione delle macchine svizzere consente di ottenere finiture estremamente lisce sulle superfici. Questo è particolarmente importante quando sono richiesti dettagli o estetica nei progetti dei pezzi.
• Fvelocità di lavorazione e tempi di consegna più brevi: Grazie al loro funzionamento ad alta velocità, le macchine svizzere possono eseguire più operazioni contemporaneamente. In questo modo, riducono i tempi di produzione, con conseguenti tempi di attesa più brevi e il rispetto delle scadenze più strette diventa più facile che mai.
• Minori vibrazioni e deflessioni: Il pezzo da lavorare è sostenuto accanto all’utensile da taglio durante le operazioni di lavorazione, rendendo meno frequenti le vibrazioni e le deflessioni sulle macchine svizzere. Queste caratteristiche sono importanti quando si lavorano componenti lunghi e sottili che tendono a vibrare.
• Tolleranze strette: Le macchine svizzere possono produrre tolleranze molto strette, garantendo il rispetto di specifiche precise per ogni componente. Questo elevato livello di precisione è particolarmente importante per settori come quello aerospaziale e medicale, dove anche lievi deviazioni possono essere inaccettabili.
• Diversi tipi di materiali: Le macchine svizzere sono in grado di trattare un’ampia gamma di materiali come metalli, plastiche, materiali compositi, ecc. Grazie a questa flessibilità, sono quindi adatte a numerose applicazioni in vari settori industriali.
• Elevata precisione e ripetibilità: apprezzata perché rende possibili risultati ripetibili grazie ai quali si producono tagli netti senza molti difetti. Un aspetto che si verifica quando il mantenimento della qualità su elevate quantità di prodotti nelle linee di produzione può essere ottenuto solo attraverso tali processi.
• Efficienza con assi multipli e automazione: Le macchine svizzere possiedono assi multipli e possono quindi eseguire più processi contemporaneamente. Inoltre, gli elevati livelli di automazione consentono di ridurre al minimo il coinvolgimento manuale nel processo produttivo, rendendolo più efficiente e produttivo.

Limitazioni della lavorazione svizzera

• Il diametro delle barre da utilizzare sulle macchine svizzere è solitamente limitato tra 2 mm e 38 mm, il che rende necessario un diametro costante.
• Utensili costosi: L’utensileria per le macchine svizzere è di natura specialistica, quindi è costosa e presenta limitazioni dimensionali e geometriche.
• Minore dissipazione del calore: Durante le operazioni prolungate, l’olio utilizzato come lubrificante dissipa il calore in modo meno efficace rispetto all’acqua, creando così problemi.
• Aumento dei tempi di impostazione: I tempi di impostazione sono più lunghi a causa degli utensili multipli e dei requisiti di programmazione delle macchine svizzere.
• Limitazioni dimensionali: Il diametro e la lunghezza dei pezzi più grandi non si adattano alle macchine svizzere.
• Costi CAPEX elevati: In genere, le macchine svizzere sono più costose delle attrezzature di lavorazione di base.
• Funzionamento dipendente dall’abilità: Per il funzionamento e la programmazione delle macchine svizzere sono richiesti livelli di competenza più elevati.

Confronto tra la lavorazione svizzera e la lavorazione CNC

Precisione e produttività

Lavorazione svizzera

Questa tecnica di lavorazione è considerata molto complessa ed efficiente perché può eseguire più operazioni in un unico evento grazie alla sua fantina mobile con bussola di guida, che porta a un’elevata precisione e produttività.

Lavorazione tradizionale

Produce pezzi non così precisi come quelli delle altre tecniche, poiché gli operatori devono eseguire le operazioni in sequenza, il che comporta tempi di ciclo più lunghi.

Qualità dei prodotti

Lavorazione svizzera

Questa tecnica riduce al minimo i segni degli utensili e le bave sui bordi e utilizza refrigeranti a base di olio per ridurre l’attrito e l’accumulo di calore, eliminando così inutili processi di finitura secondari.

Lavorazione tradizionale

L’accuratezza di questo tipo dipende spesso dal lavoro di post-produzione; ciò significa che i pezzi devono essere sottoposti a più procedure prima di poter essere considerati prodotti finiti.

Confronto dei costi

Lavorazione svizzera

Tuttavia, mentre il costo per unità può essere superiore a quello della lavorazione tradizionale per le piccole quantità, la tornitura svizzera è costosa all’inizio, ma diventa molto economica per i grandi volumi grazie alla riduzione del tempo di ciclo derivante dall’impostazione simultanea di più operazioni.

Lavorazione tradizionale

Per esempio, mentre la lavorazione tradizionale può sembrare economica per le piccole serie, grazie ai bassi costi di avviamento, è relativamente antieconomica per i grandi numeri, in quanto comporta lunghi tempi di ciclo.

Applicazioni dei metodi di lavorazione

Lavorazione svizzera

Queste industrie richiedono metodi di produzione in grado di produrre microdispositivi come i microlaser, rendendo ideale la tecnologia di lavorazione svizzera.

Lavorazione tradizionale

Tra questi, i produttori di automobili che realizzano diverse parti della carrozzeria, come i blocchi motore, e i costruttori di abitazioni che costruiscono pareti o tetti utilizzando rispettivamente lastre di acciaio o legno.

Differenze operative

Lavorazione svizzera

Inoltre, l’uso di un supporto a boccola scorrevole che consente di avere più frese all’interno della macchina e l’autoalimentazione delle barre contribuiscono a ridurre la deflessione durante la produzione, consentendo di produrre componenti complessi altamente precisi con la minima deflessione possibile utilizzando il processo di tornitura svizzera.

Lavorazione CNC tradizionale

D’altra parte, gli utensili di taglio sono fermi, mentre il pezzo da lavorare è mosso dalla macchina stessa, il che comporta un aumento del tempo di ciclo per i pezzi, che può causare deformazioni, ma che potrebbe essere ridotto attraverso un’attenta programmazione e l’alimentazione manuale dei materiali.

Differenze specifiche evidenziate

Aspetto	Lavorazione svizzera	Lavorazione CNC tradizionale
Movimento della paletta	Testata mobile per un migliore controllo.	La paletta fissa limita la precisione.
Processo di lavorazione	La lavorazione a segmenti migliora la precisione.	Le operazioni sequenziali aumentano i tempi di ciclo.
Tipo di refrigerante	Utilizza olio per una migliore lubrificazione.	Utilizza refrigeranti a base d’acqua.
Post-elaborazione	È necessaria una finitura secondaria minima.	Spesso richiede ulteriori finiture.
Costo	Economico per grandi produzioni.	Meno economico per le grandi tirature.