La lubrorefrigerazione e l’influenza sulla qualità delle lavorazioni

Le richieste del mercato sono sempre più rivolte verso prodotti che siano in grado di coniugare due caratteristiche fondamentali: la qualità e l’aspetto economico. Ovvio l’interesse delle aziende manifatturiere che, sposando questi must, si stanno da tempo impegnando nella ricerca di soluzioni performanti che ne garantiscono una risposta adeguata.

Ma cosa si intende per qualità? Nel senso più ampio del termine, rappresenta qualsiasi caratteristica, proprietà o condizione di una persona o di una cosa che serva a determinarne la natura e a distinguerla dalle altre, e la si può ricondurre all’insieme delle caratteristiche che rendono un prodotto o un servizio conforme a determinati requisiti. Calando il concetto generico nella realtà produttiva, viene spontaneo chiedersi, in una lavorazione per asportazione di truciolo, a quale aspetto della qualità ci si stia riferendo.

La qualità in una lavorazione meccanica

La qualità di un manufatto lavorato investe diversi aspetti, che derivano essenzialmente dalle richieste della committenza e sono funzione della specificità del pezzo, in particolare dall’utilizzo finale, dal materiale e dalle possibili problematiche esecutive. In tutto ciò le scelte tecnologiche giocano un ruolo fondamentale, a partire dalla scelta dei processi, includendo le macchine utensili (che non è detto possano essere scelte: si lavora utilizzando ciò che l’officina dispone) e gli utensili. Ma non basta: anche al lubrorefrigerante spetta una posizione chiave. Analizzando più nel dettaglio la specifica influenza che il fluido da taglio ha sulla qualità della lavorazione, e quindi sul prodotto finito, questa è riconducibile a quattro macro aree:
Il controllo termico
La rugosità superficiale
I residui metallici sul pezzo
La modifica estetica delle superfici lavorate

Nelle operazioni di taglio, ognuno di questi aspetti è sempre presente, ma con rilevanza diversa, in funzione delle specifiche condizioni operative, ed è importante sottolineare le implicazioni sulla qualità della lavorazione causate da ognuno di questi parametri di influenza.

Il controllo termico – Il controllo termico del lubrorefrigerante è fondamentale al fine di evitare dilatazioni generate dallo sviluppo di calore durante l’azione di taglio da parte dell’utensile, che, come ormai noto, possono concorrere all’alterazione delle tolleranze dimensionali. Mantenere controllata la deriva termica significa concorrere a mantenere stabile il binomio macchina-pezzo in lavorazione che, se alterato, porta alla produzione di scarti.

La rugosità superficiale – Talvolta si tende a non considerare questo aspetto o a sottovalutarlo: il livello tecnologico raggiunto in molti settori industriali, in particolari nell’automotive, richiede spesso superfici con bassissima rugosità che per essere raggiunte richiedono lavorazioni di superfinitura, frequentemente ottenute con passaggi su altre macchine, oppure con l’utilizzo di utensili dedicati. In questi casi si ha un’influenza diretta del lubrorefrigerante, sia in termini della qualità del fluido (che dipende dalle scelte di acquisto dell’azienda) che del suo grado di pulizia. Un caso interessante e piuttosto comune riguarda le applicazioni idrauliche, in particolare le superfici su cui devono lavorare le guarnizioni; queste superfici sono in genere ottenute per rullatura o per lavorazione meccanica con utensili a lamare: la presenza di particelle disperse nel lubrorefrigerante può comportare la presenza di graffi, irregolarità, superficiali, etc. che vanno a compromettere la tenuta, e quindi la integrità funzionale del manufatto. Sempre in termini di rugosità superficiale, la lavorazione di fori ciechi con bareni molto lunghi richiede al lubrorefrigerante sia di pulire che di lubrificare la zona di taglio, quindi con un ruolo fondamentale per il fluido da taglio, in particolare con la modulazione della pressione durante la lavorazione.
Nel caso di lavorazioni di foratura profonda, rullatura, lamatura, etc., è il grado di pulizia del lubrorefrigerante che fa la vera differenza, ai fini della qualità della lavorazione e della superficie lavorata.

I residui metallici sul pezzo – il grado di pulizia del lubrorefrigerante è importantissimo in tutte le lavorazioni per asportazione di truciolo, ma diventa strategico quando è richiesto un controllo del residuo metallico sul pezzo. E’ il caso riscontrato da molti costruttori di scatole cambio o di scatole per riduttori. Oppure in ambito medicale o in applicazioni come quello della scatola delle turbine dei turbocompressori, dove viene richiesto un controllo del residuo metallico presente all’interno del pezzo: ciò richiede successivi passaggi e lavaggi per rimuovere eventuali residui. Lavorando con fluido da taglio pulito significa ridurre drasticamente il problema, arrivando ad attivare solo a fine ciclo una fase di lavaggio, operazione di gran lunga più veloce ed economica.

La modifica estetica delle superfici lavorate – In questo caso l’influenza del lubrorefrigerante sulla qualità della lavorazione riguarda principalmente la composizione chimica del fluido e la reattività dei componenti nei confronti del materiale lavorato, con la possibile formazione di macchie, depositi di sali o altro. Occorre quindi un’attenta valutazione del fluido che deve essere idoneo al tipo di lavorazione e al materiale: lavorare con un unico lubrorefrigerante “generico”, o con quello di maggiore convenienza, significa accettare dei compromessi in lavorazione che potrebbero non andare d’accordo con le specifiche necessità di alcuni materiali o dell’utensile da taglio.

Dunque, trasversale a tutti i temi che riguardano l’influenza del lubrorefrigerante sulla qualità delle lavorazioni, la gestione del fluido da taglio dovrebbe sempre tenere in considerazione questi elementi, in quanto strumenti di monitoraggio per l’efficienza del fluido stesso. E non solo: specificatamente per quanto riguarda l’eventuale modifica estetica delle superfici, a causa di macchie o altre imperfezioni dovute al fluido, adottare una gestione di volumi ridotti di fluido, permette un cambio programmato del prodotto sulla specifica macchina, con un ulteriore miglioramento delle prestazioni di lavoro. Inoltre non va dimenticato che ormai esistono sistemi in grado di gestire il lubrorefrigerante in maniera ottimale, che permettono di mantenere il liquido pulito nel tempo. E quindi riutilizzabile più volte, con relativi risparmi economici.

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