Additive Manufacturing, da Synergon soluzioni per la produzione di torni

Nel settore delle lavorazioni meccaniche, Synergon è conosciuta come distributrice di importanti marchi, dai torni Index e Traub alle presse Hatebur. L’ampia gamma di soluzioni offerte e l’ottimo servizio di assistenza le permettono di soddisfare le esigenze di aziende operanti in tutti i segmenti della manifattura.

Additive Manufacturing per tutti

Da qualche anno, l’azienda milanese che festeggia i suoi primi 40 anni ha iniziato a proporre soluzioni per l’AM (Additive Manufacturing) di componenti metallici. Anche in questo caso si tratta di prodotti blasonati: Synergon ha infatti introdotto nell’offerta i macchinari della francese AddUp e le compatte macchine tedesche One Click Metal.

La gamma di soluzioni offerte rende l’AM accessibile, permettendo anche ad aziende che producono piccoli lotti o pezzi unici di utilizzare questa tecnologia; la flessibilità di questo tipo di produzione e la sensibile riduzione di tempi e costi di prototipazione fa dell’AM una soluzione interessante per molte aziende manifatturiere.

Quando nei torni l’AM è di casa

L’AM non è in contrapposizione con le tecnologie di produzione tradizionale, ma le complementa perfettamente. Una recente applicazione dell’AM ha avuto infatti come protagonista proprio Index, che ha migliorato l’efficienza del suo processo produttivo grazie a una soluzione semplice e geniale. Per realizzarla, Index non ha dovuto guardare lontano: ha utilizzato le macchine One Click Metal, un’azienda del suo stesso gruppo.

La sfida è stata la produzione conveniente di un cursore per il caricatore di barre delle macchine automatiche a più mandrini.

I caricatori di barre delle macchine plurimandrino di Index prevedono un cursore per ogni barra; il cursore è composto da 2 elementi, un carrello cursore e un tendicinghia. Questi lavorano insieme per caricare le barre nell’area di lavorazione del plurimandrino: il carrello cursore funge da “braccio”, trasmettendo la forza del movimento assiale del tendicinghia alla barra semilavorata mediante un pistone a molla.

Il carrello cursore è normalmente prodotto saldando un pezzo tornito a una piastra di base; il processo di saldatura è complesso e la qualità risultante non è sempre omogenea, il che può avere come conseguenza guasti e perdite di tempo.

Il secondo componente del cursore è il tendicinghia, che insieme al carrello cursore trasporta la barra di materiale nell’area di lavorazione. Anche il tendicinghia è tradizionalmente realizzato in più parti; 2 piastre in acciaio fissate con perni e viti a un corpo base in alluminio. Piastre e corpo base vengono prodotti da fornitori diversi e assemblate: si tratta quindi di una realizzazione con numerose variabili e tempi di produzione non brevissimi. Inoltre, se cambia il prodotto lavorato, occorre cambiare anche il tendicinghia, con tempi di modifica di circa 6 settimane.

Risparmiare tempo e costi con l’AM

Per la produzione del cursore, i tecnici Index hanno scelto Mprint di One Click Metal. Si tratta di un macchinario che utilizza laser a fibra da 200 W, garantendo una notevole produttività e precisione.

Compatta e versatile, la stampante Mprint utilizza 5 cartucce, il che rende semplice e rapido il cambio di materiale; il diametro di messa a fuoco è di soli 70 µm e la velocità di scansione raggiunge i 12.000 mm/s. Con un’area di stampa di 150 x 150 x 150 mm, la più ampia fra le stampanti con prestazioni simili, offre la possibilità di produrre un’ampia varietà di oggetti.

Dopo aver creato un modello CAD dei 2 componenti e completato i dati e la preparazione della stampa, i tecnici hanno realizzato direttamente i prodotti con questo macchinario.

Utilizzando l’AM, Index ha risparmiato il 62% dei costi di produzione, minimizzando lo spazio di stoccaggio, lo sforzo di assemblaggio e gli scarti.

Il funzionamento è del tutto equiparabile al cursore tradizionale: i componenti realizzati con questa tecnologia mostrano un’elevata capacità di carico meccanico e termico nell’uso congiunto, grazie al materiale utilizzato. Di conseguenza, il carrello cursore può alimentare il sistema a mandrini con il materiale da lavorare in modo efficiente e affidabile, offrendo anche una maggior accessibilità per l’ispezione e l’assemblaggio.

Progettare in libertà

Il processo di produzione additiva strato per strato consente un grado di libertà geometrica senza precedenti. Il design intelligente che ne è conseguito ha permesso di realizzare in un unico pezzo ciascuno dei due componenti, tendicinghia e carrello cursore, che utilizzando metodi di produzione convenzionali sarebbero stati composti da molti pezzi e avrebbero richiesto saldature e assemblaggi complessi.

Con l’AM è stato possibile anche pre-stampare i filetti nel tendicinghia, rifinendoli poi con facilità in tempi rapidi.

Risparmio di tempo e materiali

La semplificazione del progetto e della realizzazione porta con sé altri vantaggi, a partire dal considerevole risparmio di tempo. La produzione dei due componenti con stampante 3D in metallo riduce la quantità di lavoro richiesta, e quindi il tempo che intercorre, dalla creazione del CAD al componente pronto all’uso. Ipotizzando che occorrano 40 esemplari ciascuno di carrello cursore e tendicinghia, la produzione convenzionale richiede circa 6 settimane mentre con l’AM i componenti arrivano a magazzino già rifiniti nel giro di 10 giorni.

Se dovessero rendersi necessarie versioni aggiuntive o personalizzate delle applicazioni, queste possono essere stampate in pochi giorni con una minima pre-elaborazioni, mettendo così in grado l’azienda di effettuare regolazioni flessibili.

Grazie al design ottimizzato, si risparmia materiale; anche il tempo di stampa 3D si riduce notevolmente rispetto a quel che sarebbe stato necessario per stampare i componenti seguendo il design della produzione convenzionale. Ipotizzando 42 carrelli cursore, il design tradizionale avrebbe comportato un tempo di costruzione di 74,5 ore e 457 cmc di materiali, mentre con il design ottimizzato il tempo di stampa è stato ridotto a 50,5 ore e il consumo di materiale a 381 cmc.

Con l’AM di One Click Metal, Index (e quindi Synergon) ha potuto ottenere un incremento notevole dell’efficienza e fornire una concreta dimostrazione dei vantaggi che possono derivare dall’adozione di queste soluzioni.