LAVORAZIONE LAMIERA – INNOVAZIONI PER IL TUBO

2022-07-30 02:35:26 By : Ms. Mandy Ye

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Struttura aperta del sistema per taglio di tubi TruLaser Tube 5000 fiber. Foto TRUMPF.

All’“Innovation Day 2017” di TRUMPF sono state presentate diverse novità tra cui spiccano i sistemi di taglio laser per strutture tubolari TruLaser Tube recentemente arricchiti con le sorgenti laser a disco TruDisk, la possibilità di inclinazione della testa di lavoro per consentire anche tagli inclinati e l’impiego della tecnica RapidCut che favorisce l’oscillazione controllata della testa al fine di maggiori accelerazioni.

TRUMPF Homberger (www.trumpf.com) promuove da alcuni anni la vendita a clienti italiani dei sistemi per taglio laser di strutture tubolari TruLaser Tube, soluzioni prodotte dalla Casa madre di Stoccarda. In particolare, la società propone il modello TruLaser Tube 5000 Fiber, recentemente innovato con l’inserimento di sorgenti laser a disco TruDisk, con l’inclinazione della testa di lavoro che consente così di eseguire anche tagli inclinati e con l’uso della tecnica RapidCut che favorisce l’oscillazione controllata della testa al fine di raggiungere maggiori accelerazioni. Non è stato dunque un caso che la filiale italiana, gli scorsi 19 e 20 gennaio, abbia organizzato una visita alla sede TRUMPF di Ditzingen, in Germania, per un gruppo di clienti italiani di aziende che ancora non utilizzano le macchine prodotte in casa TRUMPF.

Date le premesse, è sicuramente parso azzeccato il nome dell’iniziativa, “Innovation Day 2017”, che ha favorito la presentazione non solo delle macchine per la lavorazione di tubi, ma anche di quelle innovative per l’additive manufacturing e delle nuove tecniche TruConnect per lo sviluppo della fabbrica digitale. Un momento ideale concepito per persone che richiedevano la libertà di poter pensare a nuovi sviluppi futuri senza dover essere costantemente richiamati dalla passione per la lavorazione della lamiera. Sicuramente non è stato il primo evento di questo genere, ma raramente – va sottolineato – i clienti sono apparsi così attenti alla presentazione delle nuove possibilità operative e sempre pronti a porre nuovi e intelligenti quesiti.

L’interesse all’iniziativa è apparso evidente fin dalla cena svoltasi presso l’Holiday Inn di Weilimdorf, cittadina ubicata nei sobborghi nord ovest di Stoccarda, a poca distanza dalla sede TRUMPF di Ditzingen. I partecipanti, guidati dall’agente TRUMPF hanno trovato posto ai vari tavoli, suddividendosi spontaneamente in piccoli gruppi regionali. Seduti al tavolo con dei clienti emiliani abbiamo avuto l’occasione di capire i motivi che li avevano spinti a partecipare all’evento: due di loro erano già in possesso di una macchina laser per il taglio dei tubi, mentre altri due erano partiti con l’intenzione di un possibile acquisto.

Visitatori interessati osservano i pezzi prodotti dal sistema per Additive Manufacturing TruPrint 1000.

Nella prima parte della mattinata del 20 gennaio, Reinhold Gross, Direttore Generale della Divisione Macchine Utensili di TRUMPF, dopo una breve presentazione della propria Divisione, ha descritto i principi della fabbrica digitale e delle modalità con cui TRUMPF ha approcciato la possibilità di connettere tra loro le macchine utilizzate per produrre un componente più o meno complesso, illustrando tutti i servizi necessari prima della lavorazione e quelli indispensabili dopo la lavorazione stessa. Semplici esempi hanno permesso di capire come, mediamente, un’ora di cosiddetta “lavorazione attiva” richiede almeno quattro ore di “attività indirette di supporto”: valore che tende sempre più a incrementare data la continua diminuzione del numero di componenti uguali in un lotto. È stato quindi indicato come non sia utile operare con macchine sempre più sofisticate per diminuire il tempo di lavorazione, senza prima agire per il controllo e il contenimento dei “processi indiretti”.

La soluzione proposta da TRUMPF a questo problema – evidenziato dalle problematiche dell’Industria 4.0 o quarta rivoluzione industriale – è denominata TruConnect. I vantaggi offerti da questa soluzione informatica per la connessione tra diverse macchine prodotte da TRUMPF sono stati ampiamente descritti e sono stati evidenziati i lavori tuttora in corso per arrivare alla connessione tra sistemi TRUMPF e soluzioni di altre Case.

Una successiva breve visita nello show room della Casa tedesca ha permesso ai tecnici TRUMPF di illustrare i principi delle innovative tecnologie di additive manufacturing grazie alla presentazione delle possibilità realizzative offerte dalla macchina di stampa TruPrint 1000. L’utilizzo di una sorgente in fibra da 200 W consente a questo sistema di produrre componenti precisi, anche in forme difficilmente ottenibili con le tradizionali lavorazioni meccaniche, praticamente di qualsiasi forma geometrica – entro un cilindro con circonferenza base di diametro 100 mm e medesima altezza – con la tecnica LMF-Laser Metal Fusion, tecnica che opera grazie appunto alla fusione laser su precise zone, con un sottile strato da 20 µm di polveri del metallo con cui verrà realizzato il componente.

Costantino Pizzorno illustra ai visitatori italiani le caratteristiche salienti del sistema per taglio laser di tubi TruLaser Tube 5000 fiber.

IL TAGLIO LASER DI TUBI

Dopo questa breve introduzione dedicata all’innovazione tecnologica, il resto della giornata è stato dedicato alla presentazione del sistema per taglio con laser a disco di strutture tubolari TruLaser Tube 5000 Fiber, scopo principale della visita. Un’accurata e lunga illustrazione delle doti principali del sistema è stata seguita da una nuova “visita” guidata alla TruLaser Tube 5000 Fiber, occasione che ha permesso a Costantino Pizzorno, Product Manager di TRUMPF Homberger per questi sistemi laser, di rispondere alle domande raccolte durante la pausa per il pranzo. L’ultima parte della presentazione si è svolta in una sala ubicata al piano terra della palazzina commerciale: Costantino Pizzorno e Michael Flachenecker, Responsabile tedesco per il mercato italiano delle macchine per il taglio dei tubi, hanno illustrato i dodici principali vantaggi che il sistema TruLaser Tube 5000 Fiber propone rispetto a macchine concorrenti.

L’incontro si è concluso illustrando agli ospiti dell’“Innovation Day 2017” da parte di Marcella Montelatici, Amministratrice Delegata di TRUMPF Homberger, l’offerta speciale a loro riservata per cinque sistemi TruLaser Tube con sistema di carico automatico da 6.500 mm e scarico da 3.000 mm, con sorgente a disco da 2 kW e software di programmazione da ufficio TruTops Tube.

Il fascio laser, mosso da specchi galvanometrici fonde localmente il sottile strato di polvere metallica depositata (sopra). I sette componenti realizzati su una base circolare con diametro 100 mm (sotto).

Senza dilungarci sulle più o meno note doti tecniche del sistema TruLaser Tube 5000 Fiber, preferiamo infine riportare, in ordine sparso, le risposte di Costantino Pizzorno alle principali domande espresse dai partecipanti all’evento. Evidenziamo quindi le tematiche trattate e riportiamo di seguito quanto esposto.

Rapid Cut o “taglio bisellato ad alta velocità: è noto che le sorgenti con emissione a 1 μm consentono di eseguire tagli per fusione con assistenza di gas inerte ad alta pressione su materiali ferrosi, in spessori sottili, a velocità superiore rispetto a quanto possibile con sorgenti laser a CO2. Consideriamo un aumento medio della velocità di taglio pari almeno al 10%. La testa di taglio del sistema in oggetto, oltre alla possibilità di eseguire tagli 3D grazie all’inclinazione controllata nel piano X-Z, può anche oscillare ad alta velocità sullo stesso piano con una escursione di ±3°. In tal modo, sommando questa oscillazione del fascio laser alla movimentazione del tubo è possibile aumentare l’accelerazione di lavoro così da raggiungere la velocità massima di taglio prefissata in un tempo più breve, consentendo un ulteriore incremento di circa il 15% anche con profili più piccoli.

“Complessivamente, su spessori inferiori a 3 mm e disponendo di una potenza laser di almeno 3 kW, il sistema TruLaser Tube 5000 fiber, con questa funzione, consente di avere un aumento della produttività di circa il 25% rispetto a quanto ottenibile con lo stesso modello che utilizza un laser a CO2”, ha sottolineato Pizzorno. Il pezzo dimostrativo, un cavatappi, riprodotto per l’occasione da una barra di acciaio inossidabile con spessore di 1 mm, con le sue 170 piccole aperture è stato realizzato in 1 min.

Carichi diversi: alcuni partecipanti all’evento hanno chiesto di vedere le varie possibilità di carico dei tubi nel sistema e Pizzorno ha mostrato quello normale da fascio tubiero, quello manuale frontale e quello, sempre manuale, dalla zona di scarico, per tubi con lunghezza inferiore a 1.200 mm. Negli ultimi due casi è naturalmente necessario impostare i dati di lunghezza e sezione sul CNC. Molto interesse è stato suscitato dal fatto che il bloccaggio del tubo da parte del mandrino slave è effettuato dopo che il tubo è stato inserito tra le sue griffe, consentendo anche il passaggio di barre alla cui estremità sono presenti delle bave.

Tempo di attrezzaggio: ha destato un notevole interesse la facilità con cui è possibile riattrezzare il mandrino master e le quattro lunette di sostegno al fine di accogliere un profilo aperto, a forma di U, per il cui taglio sono disponibili spessori variabili da 6 a 12 mm. È necessario sostituire la parte superiore delle lunette con sagoma a V con una di forma a U, allentando una molla a linguetta. Alcuni partecipanti hanno fatto notare che nei sistemi della concorrenza per tale operazione è richiesta la rimozione di viti e per il mandrino master è necessario sostituire le ganasce. Occorre osservare che per il taglio del profilo aperto sopracitato, è stato interessante osservare la facilità con cui sono impostati manualmente i dati tecnologici sul CNC.

Precisione strutturale dei tubi: un partecipante ha richiesto se vi erano limiti nella freccia massima dei tubi caricati. Pizzorno ha fatto vedere che nella zona di carico sopra il fascio tubiero vi sono tre fotocellule che misurano l’ampiezza della freccia dei singoli tubi: se questa è superiore a un valore massimo (che l’utilizzatore può definire), il tubo relativo non viene caricato, al fine di evitare che questo, spinto longitudinalmente dal mandrino master, possa urtare le barrette cilindriche delle griffe del mandrino slave, rovinandole.

Lunghezza dei tubi: ha destato disappunto in alcuni partecipanti il fatto che i sistemi TruLaser Tube 5000 e 7000 non possano operare con tubi di lunghezza 12 m. Pizzorno ha ribadito che presto questo limite sarà superato.

Il sistema Trumpf TruLaser Tube 5000 fiber garantisce una maggiore produttività grazie alla funzione RapidCut che consente una maggiore accelerazione al processo di taglio grazie all’oscillazione di ±3° della testa di lavoro. Foto TRUMPF.

I VANTAGGI DI UN SISTEMA APERTO

A chiusura dell’“Innovation Day 2017” sono stati presentati i vantaggi che, secondo TRUMPF, il sistema TruLaser Tube 5000 fiber dovrebbe assicurare rispetto a macchine concorrenti. Il tutto è stato riassunto in dieci titoli tecnologici recuperati da una esplicativa diapositiva. Analizziamoli.

Soluzione aperta, ma sicura: la paratia si alza dietro alla zona di taglio quando il laser è “on”, mentre quando è abbassata consente sempre un facile accesso alla zona di carico per l’inserimento manuale di un tubo fuori dal fascio tubiero. La soluzione è apprezzata per la sua semplicità.

TruDisk: i principali vantaggi delle sorgenti a disco rispetto a quelle in fibra sono l’assenza di problemi di luce laser retroriflessa e la possibilità di avere più fibre in uscita, fattori che consentono un’alimentazione di più sistemi di lavoro con un’unica sorgente: soluzione LaserNetwork.

Bloccaggio flessibile e preciso: le ganasce dei mandrini si aprono alla massima estensione e, quando il tubo è entrato, si richiudono automaticamente con autocentraggio. I rulli di bloccaggio sono conici e vanno a chiudere il tubo sugli spigoli. La tecnologia di bloccaggio è adattativa e serve anche per i profili aperti con sezioni inseribili in una circonferenza con diametro di 170 mm.

Testa di taglio: affusolata e con bassi ingombri per consentire l’esecuzione di tagli intricati. Unica per i diversi spessori consigliati.

Carico lineare: possibilità di operare con carico automatico con tubi pesanti fino a 20 kg/m.

RapidCut: taglio per fusione con elevate accelerazioni, con potenze di 3 kW, per spessori fino a 3 mm. Opzione richiesta solamente da circa il 30% degli acquirenti 2016 di questi sistemi, con una percentuale di reale successivo utilizzo inferiore al 20%.

Taglio bisellato: con angoli di inclinazione fino a 45°, per spessori compatibili con la potenza laser utilizzata. Nel taglio entrambi i lembi contrapposti sono utilizzabili grazie all’ottima finitura. Potenzialmente, in questo modo viene aumentata la capacità di utilizzo del processo di taglio.

PierceLine: il tempo di perforazione per dare inizio al processo continuo di taglio risulta essere un parametro importante tanto più quanto maggiore è il numero di queste perforazioni iniziali. Con le sorgenti a disco, dotate di una cavità ottica stabilita, il tempo di perforazione, misurato attraverso la quantità di luce retroriflessa dal fondo del foro, viene determinato direttamente nella fibra ottica di trasmissione e non nella testa di focalizzazione, e la potenza, controllata sotto il limite di self-burning, viene mantenuta al valore massimo per il minor tempo possibile. Questo comporta un processo che può essere fino a dieci volte più veloce rispetto alla semplice determinazione della luce retroriflessa, senza controllo della potenza, e dà luogo a fori con dimensioni più contenute, con minori spruzzi di materiali e con minori effetti sulle pareti opposte del tubo.

SeamLine detection: consente la ricerca del cordone di saldatura esterna, per tubi in acciaio dolce, o interna, per tubi in acciaio inossidabile, con illuminazioni separate e con risoluzione prescelta dall’utilizzatore.

SmartProfile Detection: permette la determinazione del profilo del tubo durante il suo carico, il confronto di questa con profili standard e il comando alle griffe del mandrino master di orientarsi in modo da accogliere il tubo. Consente di aumentare la produttività del processo di taglio del tubo.

L’evento è risultato un buon momento di stimolo tecnologico per tutti coloro che hanno partecipato e TRUMPF è sicuramente soddisfatta di aver dato vita a un “Innovation Day 2017” che avrà certamente un seguito. ©tecnelab

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