Deformazioni dei materiali compositi: il ruolo del software nella lavorazione CNC

Le deformazioni rappresentano una delle principali criticità nella lavorazione dei materiali compositi, soprattutto quando si realizzano componenti di grandi dimensioni destinati a settori come la nautica. Le tensioni interne generate durante laminazione, polimerizzazione e lavorazione possono compromettere precisione geometrica e qualità finale del pezzo. Per rispondere a questa esigenza, Tebis e Belotti hanno sviluppato un approccio integrato che combina macchine CNC, software CAD/CAM e automazione del processo per compensare le deformazioni direttamente in produzione, riducendo rilavorazioni e scarti.

L’esperienza di Belotti nel settore della nautica

Lo sviluppo di questa nuova soluzione nasce dall’esperienza di Belotti, costruttore di centri di lavoro CNC a 5 assi con una consolidata presenza nel settore nautico. Da oltre venticinque anni l’azienda sviluppa macchine utensili dedicate alla produzione di stampi, modelli, scafi, coperte e componenti strutturali in materiali compositi, rispondendo alle esigenze di cantieri impegnati nella realizzazione di yacht e superyacht.

Tale know-how è confluito nei centri di lavoro della serie Navy, progettata proprio per la lavorazione di componenti di grandi dimensioni. La struttura gantry ad alta rigidità e la possibilità di configurare la macchina in funzione delle esigenze produttive consentono di garantire precisione, produttività e flessibilità anche nelle applicazioni più complesse, creando le condizioni ideali per affrontare le problematiche legate alle deformazioni del pezzo.

Deformazioni dei compositi: la soluzione Tebis per compensarle durante la lavorazione

La gestione delle deformazioni è il risultato della collaborazione tra Tebis e Belotti. L’obiettivo è compensare automaticamente gli scostamenti geometrici che possono verificarsi nei componenti in vetroresina e materiali compositi, evitando rilavorazioni e riducendo gli interventi manuali.

Il processo prende avvio dalla rilevazione della forma effettiva del componente mediante sistemi di misura. I dati acquisiti vengono confrontati con il modello nominale per identificare rototraslazioni, torsioni e deformazioni che si sono generate durante le fasi precedenti della produzione. A questo punto la piattaforma Tebis elabora automaticamente tali informazioni e ricalcola i percorsi utensile affinché seguano la geometria reale del pezzo anziché quella teorica, che fa riferimento al modello non deformato.

L’adattamento automatico dei programmi CNC è reso possibile dalla combinazione delle funzionalità native del software Tebis, di uno specifico postprocessor sviluppato per questa applicazione e delle funzioni integrate nel controllo numerico Siemens. Tale approccio permette di mantenere elevata la precisione dimensionale anche su componenti in vetroresina e materiali compositi di grandi dimensioni, dove gli effetti delle deformazioni risultano particolarmente evidenti.

La piattaforma offre inoltre un ambiente di programmazione unico capace di gestire contemporaneamente superfici, solidi e mesh provenienti da scansioni 3D in formato STL, evitando conversioni che potrebbero introdurre ulteriori approssimazioni geometriche. Grazie alla tecnologia Exact Solid, Tebis lavora direttamente sul modello matematico originale, preservando l’accuratezza dei dati lungo tutto il processo di programmazione.

Un ulteriore elemento distintivo della piattaforma offerta da Tebis riguarda le lavorazioni a 5 assi continui. Le strategie sviluppate consentono di mantenere elevata la qualità del bordo, la continuità delle superfici e la precisione geometrica anche su componenti caratterizzati da forme particolarmente complesse. Prima dell’avvio della produzione, inoltre, la simulazione cinematica verifica l’intero processo, prevenendo collisioni e ottimizzando i movimenti macchina per garantire una lavorazione affidabile e ripetibile.

Fresatura e produzione ibrida: il progetto con Moi Composites

L’evoluzione della collaborazione con Belotti guarda oltre la sola fresatura CNC. La piattaforma Belotti Powered by Moi integra infatti la tecnologia additiva Short Fiber Manufacturing (SFM) sviluppata da Moi Composites con le operazioni di lavorazione sottrattiva all’interno dello stesso sistema produttivo.

In questo contesto la fresatura assume un ruolo determinante per ottenere le tolleranze dimensionali richieste e la qualità superficiale finale dei componenti. Il software CAD/CAM Tebis automatizza la generazione dei percorsi utensile, riduce i tempi di programmazione e verifica preventivamente il processo attraverso la simulazione cinematica, eliminando il rischio di collisioni.

L’obiettivo è realizzare un ecosistema digitale capace di integrare progettazione, reverse engineering, produzione additiva, fresatura CNC e controllo qualità in un flusso continuo, automatizzato e orientato all’efficienza, offrendo ai costruttori nautici strumenti sempre più efficaci per produrre componenti complessi con elevati standard qualitativi.