I problemi più comuni nella fresatura del metallo

Fra le lavorazioni meccaniche, la fresatura dei metalli è una delle più comuni e importanti a livello industriale. Proprio perché viene impiegata così spesso, in condizioni operative così variabili, e su una tale gamma di materiali diversi, tuttavia, l’operazione di fresatura può incontrare un gran numero di differenti problematiche e complicazioni che è necessario affrontare per assicurare una buona produttività. Per fortuna, una volta identificate le cause effettive del problema, è possibile mettere in atto diverse soluzioni pratiche per compensarlo o addirittura evitarlo; molte di queste possono essere implementate in maniera definitiva con un’accurata progettazione di frese speciali su disegno, realizzate specificatamente per svolgere la lavorazione in questione.

I principali problemi che si possono incontrare durante la fresatura

Durante una lavorazione di fresatura del metallo, sono sei le principali tipologie di problemi che possono verificarsi e andare a compromettere la produzione:

Usura dell’utensile o dell’inserto
Rimacinazione dei trucioli
Intasamento dei trucioli
Finitura scadente
Formazione di bave
Vibrazioni dell’utensile

Ciascuna di queste problematiche può potenzialmente compromettere la buona riuscita del lavoro in corso, e quel che è peggio andare a danneggiare l’inserto o utensile di fresatura – o peggio, la macchina CNC stessa: è quindi essenziale identificare le ragioni dei problemi in questione e implementare le necessarie soluzioni.

Le cause dei problemi di fresatura e le strategie per risolverli

Andiamo ad analizzare uno per uno i problemi prima elencati, verificandone le possibili cause e i suggerimenti per risolverli.

Usura dell’utensile o dell’inserto
L’usura dei taglienti è, naturalmente, di per sé inevitabile mano a mano che questi vengono impiegati. L’analisi dei punti dove essa si verifica, tuttavia – soprattutto se questa si presenta in maniera anticipata rispetto a quanto previsto – può dare importanti indicazioni su problemi di lavorazione da affrontare.
Un’usura sul fianco dell’inserto può compromettere la precisione del lavoro e della finitura, o accorciare la vita utile dell’utensile: può dipendere da velocità di taglio eccessive, avanzamenti troppo ridotti, o ancora dalla scelta di un materiale poco resistente nella costruzione dell’inserto. Una cosiddetta craterizzazione, di contro, che indebolisce il tagliente anche sul bordo posteriore, solitamente dipende da eccessive temperature di taglio: in questo caso sarà più opportuno modificare la geometria dell’inserto optando per una positiva, oppure ridurre la temperatura – solitamente intervenendo per abbassare la velocità di taglio. Cause simili sono da riscontrare anche nel caso di deformazione plastica del tagliente, e si risolvono con simili strategie.

Rimacinazione dei trucioli
La rimacinazione dei trucioli è un problema che si verifica soprattutto durante la scanalatura di cave e tasche; è tipica della lavorazione del titanio.
Le cause primarie della rimacinazione dei trucioli sono da ricercarsi nel caso più banale in una frattura del tagliente, che si risolverà ovviamente con una sostituzione e con la successiva modifica di posizione e movimento dello stesso. Altra motivazione può essere quella legata ad un’impostazione tropo elevata dell’avanzamento, che si risolverà riprogrammando i tagli profondi per aumentare le passate effettuate.

Intasamento dei trucioli
L’intasamento da trucioli nella lavorazione meccanica è un problema che può compromettere l’efficienza dei taglienti, e la qualità complessiva del lavoro. La strategia per risolverla è fortunatamente piuttosto semplice: l’azione consigliata è quella di implementare un sistema di evacuazione efficace dei trucioli stessi, sia con abbondante flusso di fluidi da taglio che con aria compressa.

Finitura scadente
La finitura insoddisfacente delle superfici del pezzo è un problema che può dimostrarsi particolarmente sgradevole, soprattutto perché va ad abbassare la qualità del lavoro e quindi a compromettere anche il rapporto con la clientela, creando il pericolo di resi e minacciando la fidelizzazione.
Solitamente la scarsa qualità della finitura è da imputarsi ad un valore eccessivo dell’avanzamento. La prima cosa da fare è rivedere l’impostazione della fresa stessa – o provvedere alla classificazione degli inserti, verificandone anche l’altezza; può anche essere opportuno controllare il runout del mandrino e le superfici di montaggio della fresa per eventuali problemi. Se si dimostra fattibile, è consigliabile poi passare all’impiego di inserti raschianti per effettuare la finitura stessa.

Formazione di bave
La formazione di bave durante la fresatura è una problematica legata solitamente in maniera netta al materiale impiegato: è ad esempio tipica della lavorazione dell’acciaio inossidabile. Dato che tuttavia non è normalmente possibile operare una scelta diversa sul fronte dei materiali da lavorare, è necessario operare su altri parametri: normalmente, il problema si risolve – o quantomeno si riduce nettamente – riducendo l’angolo di entrata, e limitando la profondità di taglio.

Vibrazioni dell’utensile
Le vibrazioni dell’utensile sono un problema fra i più complessi, perché possono avere un gran numero di cause differenti: richiedono quindi indagini particolarmente accurate per identificare la motivazione e implementare la soluzione opportuna.
Una prima causa di vibrazioni può essere un fissaggio debole dell’utensile: qui si risolve, semplicemente, alterando il fissaggio e il supporto, o – se impossibile – riducendo la profondità di taglio. Qualora invece le vibrazioni siano legate ad una debolezza del pezzo in senso assiale, sarà consigliabile andare a riprogettare l’utensile, considerando la possibilità di alterarne le geometrie e i parametri di impiego. Talora anche un’eccessiva sporgenza dell’utensile può essere causa di vibrazioni indesiderate, e in tal caso può dare buoni risultati sia ridurre la sporgenza stessa che cambiare tipo di fresa, preferendone a passo largo o aumentando l’avanzamento per dente.

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