Fatti concreti sugli utensili da taglio più duri

Gli utensili da taglio diamantati e CBN sono armi potenti, ma quando e come usarli?

Due cose che tutti sanno sui diamanti: sono molto duri e sono molto costosi. Lo stesso vale per gli utensili da taglio in diamante policristallino (PCD) e in nitruro di boro cubico (CBN). Sono abbastanza resistenti da tagliare materiali estremamente difficili da lavorare, ma a un costo che li ha tenuti come uno strumento di ultima istanza nella maggior parte dei casi, utilizzato solo quando non esiste una soluzione migliore e più economica.

"Le tecnologie CBN e PCD sono in qualche modo ai margini dell'applicazione degli utensili da taglio", ha osservato Tom Raun di Iscar USA. “E quindi tendono a essere trascurati per la maggior parte del tempo.

Tuttavia, ci sono due verità che i produttori più coinvolti nel settore della lavorazione del metallo dovrebbero considerare. In primo luogo, anche se il costo iniziale degli utensili da taglio duri può sembrare un ostacolo formidabile al loro utilizzo, in realtà possono ottenere un grande ritorno sull'investimento e ridurre il costo per pezzo se utilizzati nella giusta applicazione. In secondo luogo, sia gli strumenti PCD che CBN stanno migliorando, rendendoli più versatili e ampliando i tipi di applicazioni per cui sono adatti.

Con l'aiuto di quattro esperti (incluso Raun), esaminiamo come vengono utilizzati entrambi i tipi e come questi strumenti stanno migliorando e diventando più utili.

“Sia i materiali PCD che CBN sono generalmente utilizzati per applicazioni ad alta produzione, il che significa che è necessario produrre un grande volume di parti”, ha affermato Steve Howard, responsabile marketing e ingegneria di NTK Cutting Tools USA, Wixom, Michigan. “Essendo l’utensile da taglio più duro materiali del settore, possono offrire la migliore durata utensile per vari materiali delle parti. Nel caso del CBN, sul mercato sono disponibili altri materiali per utensili da taglio in grado di eseguire la stessa operazione di lavorazione a una velocità di taglio più elevata, ma che non possono raggiungere la durata utensile del CBN. Il CBN può offrire più parti e meno indicizzazione degli inserti su una superficie inferiore [per] migliorare il tempo di ciclo su una parte”.

Le qualità CBN vengono utilizzate prevalentemente per il taglio di acciaio temprato e metalli in polvere, mentre le qualità PCD sono maggiormente applicabili alla lavorazione di materiali non ferrosi, ha osservato Howard.

"Tuttavia, i produttori di componenti stanno assistendo a un'evoluzione della composizione dei materiali e ogni giorno vengono inventati nuovi materiali", ha affermato. "È importante prendersi il tempo necessario per indagare sulla composizione e sulle caratteristiche del materiale da lavorare per determinare quale utensile da taglio e quali parametri funzioneranno meglio per la sua lavorazione."

Il prezzo sia del PCD che del CBN li tiene fuori dall'elenco delle possibili soluzioni per molti negozi finché non scoprono di non avere altra scelta, e poi alcuni di loro fanno il grande passo senza ricercare adeguatamente i materiali da tagliare, secondo Howard.

"Con le opzioni PCD e CBN, il costo dell'inserto è il deterrente numero uno per i clienti quando scelgono l'utensile da taglio per la loro applicazione", ha affermato. “Una delle cose più difficili da giudicare è [quale] sarà l’esatta durata dell’utensile di questi due materiali per utensili da taglio. Il test è la chiave per determinare il numero massimo di parti che questi inserti possono tagliare prima che si usurino. A causa del loro costo elevato, vuoi ricavarne ogni parte possibile. Molti utenti non sanno se stanno ottenendo la massima durata dell'utensile e potrebbero non ottenere il valore dei loro soldi da ogni indice.

Craig Bastian ha visto la tendenza all'alleggerimento nel settore automobilistico comportare un maggiore utilizzo di utensili PCD nel suo ruolo di direttore generale di IT.TE.DI North America, una società sorella di Ingersoll Cutting Tools Co. Entrambe le società hanno sede a Rockford, Illinois , e fanno parte del Gruppo IMC.

"Negli ultimi 10 o 15 anni sempre più componenti automobilistici stanno passando dalla ghisa all'alluminio, quindi l'uso del PCD sta crescendo vertiginosamente in questo settore", ha affermato Bastian.

“Oggigiorno quasi tutte le autovetture e i camion leggeri hanno un blocco e una testata in alluminio. E nei veicoli elettrici, ancora più componenti sono in alluminio. PCD continuerà a crescere nei prossimi 20-25 anni”.

La stessa tendenza all'alleggerimento sta espandendo anche l'uso del CBN, ha affermato, offrendo l'esempio del passaggio alla CGI (ghisa a grafite compattata) dalla ghisa nella produzione di autocarri.