Sphericut MULTICHROM: La Fresa Semisferica ad Alta Precisione per Acciai Non Legati e da Bonifica Bassolegati

La Sfida della Lavorazione degli Acciai Bassolegati in Fresatura 3D

La lavorazione di acciai non legati e acciai da bonifica bassolegati rappresenta una delle sfide più complesse nell’ambito dell’asportazione truciolo, specialmente quando si tratta di realizzare superfici tridimensionali complesse. Questi materiali, classificati generalmente con resistenza alla trazione Rm < 850 N/mm², presentano caratteristiche peculiari che mettono a dura prova gli utensili da taglio standard.

La struttura non omogenea di questi acciai, combinata con un’elevata duttilità, genera fenomeni di usura difficilmente prevedibili durante le operazioni di fresatura. La distribuzione irregolare della resistenza meccanica all’interno del materiale porta a sollecitazioni alternate sul tagliente, con conseguente formazione di taglienti di riporto (BUE – Built-Up Edge) che compromettono la qualità superficiale e la durata dell’utensile.

Materiali come l’acciaio da costruzione St-52 (designazione 1.0570) e l’acciaio da bonifica C45E (designazione 1.1191), pur appartenendo alla stessa famiglia di materiali con resistenza inferiore a 850 N/mm², manifestano comportamenti completamente differenti durante la lavorazione con emulsione, anche utilizzando parametri di taglio identici. Questa variabilità richiede utensili specificamente progettati e ottimizzati per garantire prestazioni costanti e affidabilità di processo.

La nuova fresa semisferica Sphericut MULTICHROM di FRAISA nasce proprio per rispondere a queste esigenze, combinando un substrato in metallo duro ad elevata tenacità con un rivestimento innovativo e una geometria di taglio ottimizzata per le applicazioni HSC (High Speed Cutting) sia in sgrossatura che in finitura.

Caratteristiche Tecniche della Sphericut MULTICHROM: Tecnologia di Ultima Generazione

La Sphericut MULTICHROM rappresenta il risultato di un’approfondita ricerca applicativa condotta da FRAISA nel campo della fresatura di acciai tenaci e duttili. Ogni elemento costruttivo dell’utensile è stato ottimizzato per massimizzare le prestazioni in condizioni operative critiche.

Il Rivestimento MULTICHROM ad Alte Prestazioni

Il cuore tecnologico della Sphericut risiede nel suo rivestimento ad alte prestazioni MULTICHROM, appositamente sviluppato per la lavorazione di acciai bassolegati. Questo coating di nuova generazione si caratterizza per:

Un’elevata durezza superficiale che garantisce resistenza all’abrasione anche in presenza di inclusioni dure nel materiale. La superficie del rivestimento presenta inoltre un coefficiente di attrito estremamente ridotto, proprietà che si traduce in una superficie molto liscia capace di minimizzare l’adesione del materiale lavorato sul tagliente.

La struttura multistrato del MULTICHROM permette di combinare durezza superficiale e tenacità del substrato, assorbendo efficacemente le sollecitazioni termiche e meccaniche alternate tipiche della lavorazione di acciai non omogenei. Il rivestimento opera efficacemente con refrigerazione mediante emulsione, condizione standard nella maggior parte delle officine meccaniche.

La resistenza all’ossidazione del MULTICHROM consente di mantenere le caratteristiche del tagliente anche in presenza di temperature locali elevate, fenomeno frequente nelle lavorazioni HSC dove le velocità di taglio possono raggiungere valori superiori a 200-250 m/min.

Geometria e Design del Tagliente

La geometria della Sphericut è stata progettata secondo il principio del taglio facile (free-cutting), con angoli di spoglia e incidenza ottimizzati per ridurre le forze di taglio e facilitare l’evacuazione del truciolo. L’angolo di elica positivo λ = 30° favorisce un’azione di taglio progressiva che distribuisce uniformemente il carico sui taglienti.

L’angolo di spoglia γ = 5° rappresenta un compromesso ottimale tra acutezza del tagliente e robustezza meccanica, garantendo sufficiente resistenza all’usura senza compromettere la capacità di penetrazione nel materiale.

La geometria stabile del centro assicura rigidità torsionale durante le operazioni di interpolazione elicoidale, mentre il condizionamento speciale del tagliente mediante processi di micro-finitura elimina le micro-discontinuità che potrebbero fungere da innesco per fenomeni di usura accelerata.

Il gambo di precisione h4 garantisce concentricità e ripetibilità del posizionamento, elementi fondamentali per ottenere tolleranze dimensionali ristrette nelle lavorazioni di finitura. La tolleranza del raggio estremamente precisa di ±0,005 mm permette di realizzare superfici 3D con continuità geometrica elevata, riducendo o eliminando le successive operazioni di lucidatura manuale.

Vantaggi Operativi per l’Officina: Produttività e Affidabilità

L’introduzione della Sphericut MULTICHROM nel parco utensili di un’officina meccanica specializzata in stampi, matrici o componentistica di precisione comporta vantaggi tangibili e misurabili. Di seguito i principali benefici operativi:

• Riduzione dei tempi di fermo macchina: La durata utile estesa della Sphericut consente di ridurre la frequenza dei cambi utensile programmati, minimizzando i tempi improduttivi e aumentando la percentuale di utilizzo effettivo delle macchine CNC. In contesti produttivi dove i cicli di lavorazione si prolungano per diverse ore, questo aspetto genera risparmi economici significativi.
• Precisione dimensionale costante nel tempo: L’usura ridotta e progressiva del tagliente mantiene le tolleranze dimensionali entro i valori specificati per un numero maggiore di pezzi lavorati. Questo è particolarmente critico nella produzione di serie medie dove la deriva dimensionale degli utensili può comportare scarti o necessità di rilavorazioni costose.
• Riproducibilità di processo garantita: La stabilità delle prestazioni della Sphericut permette di replicare i risultati ottenuti su diversi lotti produttivi, semplificando la gestione della qualità e riducendo la variabilità intrinseca del processo. I parametri di taglio ottimizzati tramite FRAISA ToolExpert® possono essere utilizzati con fiducia senza necessità di aggiustamenti empirici.
• Flessibilità operativa in sgrossatura e finitura: La capacità di utilizzare lo stesso utensile sia per operazioni di sgrossatura HSC che per passate di finitura elimina la necessità di cambi utensile intermedi, semplificando la programmazione CNC e riducendo la complessità logistica nella gestione del magazzino utensili.
• Riduzione degli scarti e delle non conformità: La qualità superficiale elevata ottenibile con la Sphericut, unita alla precisione dimensionale costante, riduce drasticamente la percentuale di pezzi non conformi, con conseguente miglioramento degli indici di efficienza complessiva dell’impianto (OEE – Overall Equipment Effectiveness).

Applicazioni e Materiali: Versatilità nella Famiglia degli Acciai Bassolegati

La Sphericut MULTICHROM è stata sviluppata come specialista per la famiglia dei materiali classificati ISO P con resistenza alla trazione inferiore a 850 N/mm² e durezza HRC < 24. All’interno di questa categoria rientrano numerosi acciai di largo impiego industriale:

• Acciai da costruzione non legati: Materiali come S235JR (1.0038), S275JR (1.0044) e St-52 (1.0570) trovano applicazione in carpenteria meccanica, utensileria di supporto e componentistica strutturale. La Sphericut garantisce eccellenti risultati nella realizzazione di profili 3D complessi e superfici sagomate, tipiche della produzione di attrezzature e dispositivi di serraggio.
• Acciai da bonifica al carbonio: Il C45E (1.1191) e il C40 (1.1186) rappresentano materiali molto diffusi nella produzione di alberi, leveraggi, piastre portautensili e componenti meccanici sottoposti a sollecitazioni medio-basse. La capacità della Sphericut di lavorare efficientemente questi acciai in condizione bonificata (trattamento termico di tempra e rinvenimento) amplia significativamente il campo applicativo.
• Acciai automatici bassolegati: Materiali come 11SMn30 (1.0715) e 11SMnPb30 (1.0718), caratterizzati da elevata truciolabilità grazie alla presenza di inclusioni di solfuri di manganese, vengono lavorati con ottimi risultati dalla Sphericut, che mantiene l’integrità del tagliente anche in presenza di queste inclusioni non metalliche.
• Acciai per stampi pre-lavorati: Materiali destinati alla costruzione di stampi per materie plastiche forniti in condizione pre-bonificata (durezza 28-32 HRC) possono essere sgrossati e semi-finiti con la Sphericut prima dei trattamenti termici finali, ottimizzando i tempi di lavorazione complessivi.
• Acciai per imbutitura e stampaggio a freddo: La lavorazione di blocchi e piastre di acciai dolci destinati alla costruzione di stampi progressivi e attrezzature per lo stampaggio della lamiera beneficia dell’elevata qualità superficiale ottenibile con la Sphericut, riducendo i tempi di lucidatura manuale successivi.

Prestazioni Comparative e Affidabilità: Dati di Campo Inconfutabili

I test comparativi condotti da FRAISA in condizioni operative realistiche dimostrano la superiorità della Sphericut MULTICHROM rispetto alle frese semisferiche convenzionali. Un esempio significativo riguarda la lavorazione del materiale 1.0577 (St-52):

Condizioni di test standardizzate:

• Materiale: acciaio St-52 (1.0577)
• Diametro utensile: 6 mm
• Velocità di taglio: vc = 238 m/min
• Numero di giri: n = 11.656 giri/min
• Avanzamento per dente: fz = 0,192 mm/z
• Velocità di avanzamento: vf = 4.476 mm/min
• Profondità di passata assiale: ap = 1,2 mm
• Larghezza di passata radiale: ae = 2 mm
• Refrigerazione: emulsione

L’analisi microscopica dei taglienti al termine delle prove ha evidenziato risultati sorprendenti: la fresa convenzionale, dopo 56 minuti di tempo di intervento effettivo, presentava un’usura del fianco pronunciata con formazione di crateri sulla superficie di spoglia e evidenti fenomeni di adesione del materiale. La compromissione geometrica del tagliente in questa fase rendeva necessaria la sostituzione immediata dell’utensile.

La Sphericut K7570, nelle medesime condizioni operative, ha proseguito la lavorazione fino a 78 minuti di tempo di intervento, mostrando un’usura nettamente inferiore e più uniforme. L’integrità del tagliente risultava ancora accettabile, con possibilità di ulteriore utilizzo prima della necessaria rigenerazione.

Questo incremento prestazionale del 39% superiore in termini di durata si traduce direttamente in:

• Riduzione del costo utensile per pezzo prodotto grazie all’aumento del numero di componenti realizzabili con ogni tagliente
• Maggiore produttività oraria conseguente alla riduzione dei fermi macchina per cambi utensile
• Miglioramento della pianificazione produttiva grazie alla prevedibilità e costanza delle prestazioni
• Riduzione degli sprechi di materiale durante le fasi di test e messa a punto dei parametri

Range Dimensionale e Specifiche Tecniche Complete

La gamma Sphericut MULTICHROM copre un ampio spettro dimensionale da 1 mm a 16 mm di diametro nominale, con disponibilità continua che permette di selezionare sempre l’utensile ottimale per ogni applicazione specifica. La tabella seguente riporta le specifiche tecniche complete della gamma:

Legenda:

• d₁ = diametro nominale dell’utensile
• d₂ = diametro gambo con tolleranza h6
• d₃ = diametro effettivo di taglio
• l₁ = lunghezza totale
• l₂ = lunghezza tagliente
• l₃ = lunghezza utile di fresatura
• l₄ = lunghezza dal gambo
• r = raggio sferico con tolleranza ±0,005 mm
• z = numero di taglienti

La molteplicità di diametri disponibili consente di ottimizzare la selezione dell’utensile in base alle caratteristiche geometriche del componente da realizzare, minimizzando i tempi di lavorazione attraverso la scelta del diametro massimo compatibile con i raggi di raccordo e le cavità da fresare.

Tutti gli utensili della gamma presentano due taglienti (z = 2), configurazione che rappresenta il miglior compromesso tra robustezza, capacità di evacuazione del truciolo e bilanciamento dinamico per le applicazioni HSC ad elevate velocità di rotazione.

Parametri Operativi Indicativi

Per sfruttare appieno le potenzialità della Sphericut MULTICHROM, è fondamentale operare con parametri di taglio ottimizzati. La seguente tabella riporta i valori di riferimento per i materiali target:

Nota: i valori specifici ottimizzati per ogni combinazione materiale/diametro sono disponibili tramite FRAISA ToolExpert®

Servizi di Supporto FRAISA: Ecosistema Integrato per l’Eccellenza Produttiva

L’acquisto della Sphericut MULTICHROM non rappresenta semplicemente l’acquisizione di un utensile, ma l’accesso a un ecosistema integrato di servizi sviluppati da FRAISA per massimizzare le performance produttive dei propri clienti.

FRAISA ToolExpert®: Dati di Taglio Ottimizzati

La piattaforma digitale FRAISA ToolExpert® fornisce parametri di lavorazione specificamente validati per ogni combinazione utensile-materiale-macchina. Il sistema tiene conto di:

• Caratteristiche del materiale da lavorare (composizione chimica, durezza, trattamento termico)
• Tipologia di operazione (sgrossatura, semi-finitura, finitura)
• Caratteristiche della macchina CNC (potenza mandrino, coppia disponibile, rigidità strutturale)
• Strategia di refrigerazione adottata (emulsione, MQL, aria compressa)

L’utilizzo di ToolExpert® elimina la necessità di prove empiriche dispendiose, accelerando la messa a punto dei cicli produttivi e riducendo gli sprechi di materiale nelle fasi di campionatura. I dati forniti sono continuamente aggiornati in base al feedback applicativo raccolto dalla rete commerciale FRAISA a livello mondiale.

FRAISA ReTool®: Rigenerazione Industriale con Garanzia di Rendimento

Il servizio FRAISA ReTool® permette di rigenerare gli utensili Sphericut usati, ripristinandone completamente le prestazioni originali attraverso processi industriali controllati. Il ciclo di rigenerazione comprende:

1. Ispezione geometrica e dimensionale per valutare l’idoneità alla rigenerazione
2. Riaffilatura di precisione mediante macchine a controllo numerico dedicate
3. Trattamento superficiale e condizionamento del tagliente secondo specifiche originali
4. Riapplicazione del rivestimento MULTICHROM con gli stessi parametri del prodotto nuovo
5. Controllo qualità finale con certificazione dimensionale

Gli utensili rigenerati tramite ReTool® offrono prestazioni equivalenti al prodotto nuovo, con un risparmio economico medio del 30-40% rispetto all’acquisto di utensili vergini. Questo approccio risponde anche a criteri di sostenibilità ambientale, riducendo il consumo di materie prime e l’impatto ecologico complessivo del processo produttivo.

FRAISA ConcepTool: Soluzioni Speciali Personalizzate

Per applicazioni specifiche che richiedono geometrie non standard, il servizio FRAISA ConcepTool progetta e realizza utensili speciali ottimizzati. La possibilità di applicare il rivestimento MULTICHROM anche su geometrie customizzate permette di estendere i vantaggi prestazionali della tecnologia Sphericut a soluzioni completamente personalizzate.

Esempi tipici includono:

• Frese con raggi sferico non standard per ottimizzare il numero di passate
• Combinazione di diametri differenziati per lavorazioni multi-step
• Lunghezze utili estese per cavità profonde
• Geometrie speciali per evitare interferenze con staffe e dispositivi di bloccaggio

Conclusioni e Raccomandazioni per l’Implementazione

La Sphericut MULTICHROM rappresenta una soluzione tecnicamente avanzata e economicamente vantaggiosa per officine meccaniche, stampisti e costruttori di attrezzature che affrontano quotidianamente la lavorazione di acciai non legati e da bonifica bassolegati. I vantaggi prestazionali documentati, uniti all’ampia disponibilità dimensionale e ai servizi di supporto integrati, rendono questo utensile una scelta strategica per chi punta all’eccellenza produttiva.

L’implementazione ottimale della Sphericut prevede:

1. Selezione dimensionale accurata basata sulle caratteristiche geometriche prevalenti dei componenti lavorati
2. Utilizzo di FRAISA ToolExpert® per l’ottimizzazione immediata dei parametri di taglio
3. Pianificazione del servizio ReTool® per massimizzare il ritorno economico sull’investimento utensili
4. Monitoraggio sistematico delle prestazioni tramite rilevazione dei tempi di intervento effettivi e analisi dell’usura

Per contesti produttivi con volumi elevati o necessità di tolleranze particolarmente ristrette, si raccomanda la valutazione di soluzioni ConcepTool personalizzate che possano ulteriormente ottimizzare il processo specifico.

La compatibilità con strategie HSC sia in sgrossatura che in finitura consente di semplificare la programmazione CNC e ridurre i tempi ciclo complessivi, fattori determinanti per la competitività in un mercato sempre più orientato alla rapidità di consegna e alla flessibilità produttiva.

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Tecnoutensili Decca è distributore autorizzato FRAISA e partner tecnico qualificato per la fornitura di utensili ad alte prestazioni e il supporto applicativo specializzato. Il nostro team di esperti è a disposizione per analizzare le vostre specifiche esigenze produttive e individuare la configurazione ottimale di utensili Sphericut per la vostra realtà.

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