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KOMET® GROUP innova la produzione di utensili da taglio grazie alle tecnologie di stampa 3D in metallo

KOMET® GROUP ha scelto la stampa 3D Renishaw per produrre un’innovativa gamma di utensili da taglio. Oltre a velocizzare i tempi di produzione degli utensili , l'additive manufacturing consente la creazione di forme complesse, sia all'esterno dell'utensile sia attraverso l’introduzione e l’ottimizzazione di canali di raffreddamento interni.

Background

La tedesca KOMET GROUP è uno dei leader mondiali nella produzione di utensili da taglio di precisione e fornisce all'industria manifatturiera prodotti innovativi da oltre 100 anni. L'azienda ha sede a Besigheim e attualmente dà lavoro a più di 1.500 persone, con filiali e uffici in circa 50 paesi.
KOMET GROUP è leader globale nel settore degli utensili di altissima precisione come punte per foratura, frese, alesatori e filettatrici.

Oltre a progettare, produrre e distribuire articoli di primissima qualità, l'azienda sfrutta l'esperienza acquisita negli anni per analizzare in modo dettagliato i processi produttivi dei clienti e sviluppare soluzioni su misura per massimizzare l'efficienza di tutte le fasi della lavorazione.

La sfida

Nella costante ricerca di soluzioni innovative e all'avanguardia, gli ingegneri di KOMET GROUP hanno inevitabilmente sviluppato progetti che risultavano troppo costosi o impossibili da realizzare con i metodi di lavorazione tradizionale.

Per questa ragione, negli ultimi anni il dott. Reinhard Durst, direttore R&D del reparto utensili in metallo duro, ha iniziato a valutare l'adozione di sistemi e macchinari di stampa 3D in metallo da introdurre nella linea di produzione.

La libertà di progettazione e l'incredibile flessibilità per quanto riguarda le geometrie interne ed esterne sta trasformando il nostro modo di lavorare, rendendo i processi additivi un elemento imprescindibile nei nostri piani di sviluppo per il futuro. Le maggiori prestazioni degli utensili e il sostanziale aumento di produttività rappresentano un importante valore aggiunto per i clienti.

KOMET GROUP (Germania)

Soluzione

Nell'ultimo anno il dott. Durst ha collaborato con Renishaw, "perché la sua offerta ci ha convinti sia dal punto di vista tecnico sia da quello applicativo". Tale scambio di conoscenze e know-how è uno dei fondamenti sul quale si basa la rete dei Solution Centres per l'additive manufacturing Renishaw. Prima di procedere all'acquisto, i clienti possono attivare un leasing per una macchina Renishaw di ultima generazione e lavorare ai propri progetti in modo autonomo. Durante l’utilizzo del sistema, il personale Renishaw, in un’ottica di assistenza a 360°, offre il massimo supporto per fornire ai clienti consigli sull'utilizzo ottimale delle macchine. In questo modo, i potenziali clienti possono prendere confidenza con l'additive manufacturing, ricorrendo all'aiuto di specialisti di grande esperienza, al fine di scoprire le soluzioni migliori per sfruttare questa tecnologia innovativa e soddisfare al meglio le proprie esigenze, senza affrontare immediatamente investimenti impegnativi.

"Siamo alla ricerca di una soluzione commerciale che porti vantaggi a tutti" ha sottolineato Ralph Mayer, responsabile dei servizi di additive manufacturing di Renishaw GmbH. "Con il nostro aiuto i clienti riescono a imparare più velocemente e a ridurre al minimo il numero il rischio di errori. Iniziamo a proporre soluzioni di acquisto solo quando il cliente si è convinto che il sistema AM rappresenti un valore aggiunto per la sua azienda. Questo approccio è utile anche per noi, perché ci consente di raccogliere informazioni preziose sui vari settori industriali, aiutandoci a migliorare ulteriormente le nostre macchine e la nostra tecnologia".

Tecnologia Renishaw di fusione laser su letto di polveri

"I pezzi prodotti tramite additive manufacturing possono avere una densità anche del 99,9%, esattamente come i componenti in metallo profilato o pressofuso" ha continuato Mayer. "Tuttavia, è indispensabile applicare la strategia corretta per ciascun pezzo da produrre. Il nostro punto di forza sta nella capacità di analizzare le sfide tecniche dei nostri clienti e collaborare con loro nella ricerca della soluzione più efficace per la realizzazione dei loro pezzi.

Il sistema di stampa 3D in metallo Renishaw sfrutta la tecnologia di fusione laser su letto di polveri in un'atmosfera inerte di gas argon. Viene steso un sottilissimo strato di polvere di metallo e le aree che andranno a formare il componente vengono fuse da un laser ad alta potenza in fibra di itterbio e successivamente raffreddate e solidificate. Il processo viene ripetuto su più strati di polvere, che solitamente hanno uno spessore compreso fra 20 e 60 μm, fino al completamento del pezzo. L'utilizzo di strati sottili consente di aumentare l'accuratezza e la qualità della superficie del pezzo finito.

Fresa a codolo KOMET JEL®. Crediti: KOMET GROUP

Con la sua esperienza, Renishaw ha contribuito in modo sostanziale all'individuazione dei parametri necessari per la produzione di utensili di prima qualità. La libertà di design offerta dalle nuove tecnologie AM e la collaborazione con Renishaw hanno un ruolo fondamentale nello sviluppo di ulteriori soluzioni innovative.

KOMET GROUP (Germania)

Risultati

Il primo progetto congiunto fra Komet e Renishaw è stato lo sviluppo di una nuova gamma di frese ad avvitamento in diamante policristallino (PCD). Il corpo principale della fresa viene prodotto con un sistema AM Renishaw, che consente di produrre più pezzi nello stesso ciclo. Successivamente il pezzo prodotto in additive viene dotato di lame in PCD e avvitato nel portautensile.
La tecnologia Renishaw consente di fabbricare utensili con geometrie che sarebbero state impensabili nelle lavorazioni di tipo convenzionale. "Grazie ai processi additivi, siamo riusciti a dotare gli utensili di un numero maggiore di lame" spiega il dott. Durst.

"Abbiamo modificato la disposizione delle lame per ottenere un angolo d'asse notevolmente maggiore. Rispetto agli utensili prodotti in modo tradizionale, le scanalature risultano molto più corte. Si tratta di modifiche sostanziali che accrescono enormemente la produttività dell'utensile". Ad esempio, in una testa ad avvitamento di 32 mm il numero di scanalature e lame è passato da 6 a 10, aumentando la velocità dell'utensile anche del 50%.

Inoltre, la possibilità di ottimizzare i percorsi dei canali interni consente di fornire a ogni lama la quantità ideale di refrigerante, mentre il design esterno dei corpi aiuta a eliminare i residui dalla superficie dell'utensile.

I vari pezzi della fresa vengono prodotti con un unico ciclo di lavorazione. Crediti: KOMET GROUP

L'additive manufacturing offre la possibilità di ridurre il peso di ciascun componente, perché il materiale viene applicato solo dove necessario, in modo da ottimizzare la funzionalità del pezzo. Si tratta di una tecnologia molto avanzata che permette anche di abbreviare i tempi di consegna degli utensili speciali o sperimentali richiesti dai clienti Komet.

"La libertà di progettazione e l'incredibile flessibilità per quanto riguarda le geometrie interne ed esterne sta trasformando il nostro modo di lavorare, rendendo i processi additivi un elemento imprescindibile nei nostri piani di sviluppo per il futuro" afferma Durst. "Le maggiori prestazioni degli utensili e il sostanziale aumento di produttività rappresentano un importante valore aggiunto per i clienti".

Il dott. Durst attribuisce molto valore alla collaborazione fra Komet e Renishaw. "Per un'azienda che sceglie di passare a lavorazioni additive, non è semplice riuscire a trovare i parametri ottimali del laser senza l'aiuto di personale esperto e qualificato" afferma. "Con la sua esperienza, Renishaw ha contribuito in modo sostanziale all'individuazione dei parametri necessari per la produzione di utensili di prima qualità. La libertà di design offerta dalle nuove tecnologie AM e la collaborazione con Renishaw hanno un ruolo fondamentale nello sviluppo di ulteriori soluzioni innovative".

Dott. Reinhard Durst, direttore R&D reparto utensili in metallo duro di KOMET GROUP . Crediti: KOMET GROUP

Autore: Wolfgang Klingauf
Immagini: Crediti KOMET GROUP

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