Gli inserti per tornitura affrontano nuove sfide

Originariamente commercializzati per la loro competenza nelle applicazioni di rimozione di metalli pesanti e allo stesso tempo per garantire una maggiore durata dell'utensile e un'efficienza multipunto, gli inserti per tornitura sono diventati più sofisticati in risposta ai progressi nei materiali, nelle macchine, nei metodi e persino nei fattori sociali.

I progressi nei materiali da tagliare rappresentano un fattore cruciale nello sviluppo degli inserti per tornitura. Una nuova generazione di materiali, tra cui leghe resistenti al calore e materiali personalizzati appositamente sviluppati, ha portato allo sviluppo strategico da parte dei produttori di utensili di substrati e rivestimenti sia per inserti “pronti all’uso” che per inserti “speciali” o personalizzati. Secondo Travis Coomer, key account manager nazionale presso GWS Tool Group, Tavares, Florida, la combinazione di velocità più elevate e materiali più esotici, come quelli ad alto contenuto di vanadio, rappresenta una sfida continua per i produttori di utensili poiché i clienti cercano ulteriori efficienze.

“Sono necessari gradi e rivestimenti in grado di resistere alle alte temperature durante il taglio. Inoltre, per molti materiali, come l'Inconel o il titanio, sono necessarie geometrie affilate. Ma le geometrie affilate e le preparazioni taglienti sono fortemente influenzate dalle alte temperature, quindi [l’inserto] necessita di una geometria affilata/positiva e di un rivestimento che offra resistenza al calore per garantire una durata utensile sufficiente”, ha affermato Lothar Unglaub, direttore della gestione del portafoglio marketing presso Kennametal Inc. ., Latrobe, Pa.

Edwin Tonne, specialista tecnico e di formazione presso Horn USA Inc., Franklin, Tennessee, ha commentato: “I nuovi materiali sono sviluppati con proprietà favorevoli per applicazioni specifiche e non sono necessariamente progettati pensando agli utensili da taglio. Ciò è particolarmente vero in settori quali i dispositivi medici e gli impianti e comporta la necessità di test di lavorabilità. Gli inserti sviluppati per queste applicazioni richiedono carburi altamente omogenei e di qualità più fine per garantire qualità costante e maggiore durata, nonché rivestimenti depositati tramite sputtering che si traducono in una migliore densità e una migliore adesione al substrato”.

Martin Dillaman, direttore dell'ingegneria delle applicazioni presso Greenleaf Corp., Saegertown, Pennsylvania, ha notato i problemi che si verificano con i materiali proprietari. “Dobbiamo scoprire come i materiali interagiscono con il substrato e il rivestimento. Ovviamente, la temperatura può deteriorare l'inserto se è troppo elevata", ha affermato. “La soluzione è ottenere quante più informazioni possibili sul materiale. Ciò è più semplice con i materiali comuni, ma le scorte proprietarie fornite dal cliente possono essere estremamente difficili in quanto spesso si rifiutano di rilasciare informazioni complete sulla chimica e, di conseguenza, dobbiamo dipendere da tentativi ed errori piuttosto che da simulazioni”.

John Winter, specialista della tornitura presso Sandvik Coromant, Fair Lawn, NJ, fa riferimento al problema del controllo truciolo nei materiali più nuovi. “Nel nostro Aerospace Tech Center effettuiamo continue ricerche su nuovi materiali. Il controllo del truciolo è un problema importante negli acciai a basso tenore di carbonio sia nelle applicazioni aerospaziali che automobilistiche. Infatti, nella lavorazione automobilistica lo chiamiamo “il Santo Graal”. Per rispondere a questa domanda, stiamo sviluppando substrati creati da miscele di polveri con elevata resistenza al calore e, per applicazioni su acciaio e acciaio inossidabile, stiamo coinvolgendo la tecnologia Inveio nell’allineamento dei cristalli nei rivestimenti”.

Anche Randy Hudgins, product manager nazionale di tornitura e filettatura presso Iscar USA, Arlington, Texas, ha notato l'importanza di manipolare la struttura cristallina. “Nuove qualità che riducono l’attrito e il calore per una maggiore durata, compresi gli inserti rivestiti CVD, sono state determinanti nel migliorare la delaminazione che incontriamo in alcuni acciai. Ciò ha ridotto i problemi legati ai trucioli difficili da rompere e alla durata dell’utensile.

La difficoltà nella lavorazione di materiali sviluppati per scopi specifici è citata da Jens Bald, responsabile della linea di prodotti presso Seco Tools, Troy, Michigan, “Questi materiali sono sviluppati per usi altamente specifici, spesso non considerando la loro lavorabilità o facilità di produzione. Vediamo che le officine meccaniche lottano per trovare metodi e strumenti adeguati per lavorare questi materiali e noi le supportiamo con la nostra esperienza per trovare una soluzione. Se necessario, gli inserti, sia il substrato che il rivestimento, possono essere adattati a quel nuovo materiale specifico”.