Due ricercatori della Facoltà di Scienze e Tecnologie, gli ingegneri Franco Concli e Cristian Cappellini, hanno creato un modello predittivo per la valutazione dell’impatto dei parametri di taglio sulla vita utile dell’utensile che permette una significativa riduzione del tempo ciclo con un impatto diretto sul costo finale, a beneficio di tutte le industrie meccaniche del settore.

La tornitura “sul duro” o hard turning è un processo di finitura di materiali con elevate durezze adottato da diverse industrie in sostituzione alla rettifica: tipico esempio è la produzione di cuscinetti in acciaio per il settore automotive. Si tratta di un tipo di lavorazione ad altissima precisione eseguita in assenza di lubrificazione. In tali condizioni operative, la qualità del prodotto finito e l’efficienza produttiva sono fortemente influenzate dai parametri di processo. Per questa ragione è importante valutare molto accuratamente la scelta dell’utensile e tararne le condizioni di lavoro. In assenza di modelli a supporto del setup, quest’operazione viene fatta tradizionalmente per via sperimentale generando un notevole spreco di materiale ed un’eccessiva usura dell’utensile. Il tutto si traduce in una penalizzazione del processo produttivo e in una conseguente perdita di competitività sul mercato.

Concli e Cappellini, nel loro paper FEM Modeling of Tool Wear in Hard Turning Operations, hanno messo a punto un algoritmo di calcolo che, sulla base di simulazioni numeriche agli Elementi Finiti (FE), simula l’evoluzione dell’usura dell’utensile eliminando la necessità di prove sperimentali. Grazie a questo risultato, i due ricercatori hanno ottenuto il Best Paper Award alla conferenza internazionale World Symposium on Mechanical - Materials Engineering & Science, uno degli eventi di riferimento per l’ingegneria meccanica e la scienza dei materiali.

“Il nostro obiettivo era ottimizzare i parametri di processi delle operazioni di tornitura. Storicamente le aziende sono sempre state obbligate a condurre gravose campagne sperimentali per valutare come impostare al meglio la configurazione macchina ed ottimizzare così il ciclo produttivo massimizzando la qualità del prodotto finito", commentano Concli e Cappellini, "Capire come la velocità di taglio e di avanzamento influenzino le performance dell’utensile è fondamentale. Con la nostra metodologia puntiamo a rendere superflui i test sperimentali e a contribuire ad un abbattimento dei costi collegati”.

(zil)