I moderni processi di truciolatura con lavorazione a umido richiedono lubrorefrigerazione ad alta pressione con requisiti in continua crescita.
L’efficacia di un fluido lubrorefrigerante è fortemente influenzata da diversi fattori come l’adduzione, la temperatura, la velocità di taglio e il tipo di lavorazione. Per questi motivi, un prodotto di qualità deve anche sapersi evolvere, stando al passo da un lato con le tecnologie di ultima generazione, attraverso le macchine ad elevate velocità e l’alta pressione; dall’altro con i materiali innovativi, in modo da garantire costantemente una lavorazione efficiente per le performance produttive.
Parlando di alta pressione, i requisiti dei moderni sistemi lubrorefrigeranti sono in continua evoluzione, proprio perché considerati indispensabili per ogni moderno processo produttivo.
Un caso interessante riguarda il processo di tornitura che coinvolga i caricatori da barre. Poter disporre di un’ampia superficie produttiva consente di installare un maggior numero di torni e, di conseguenza, potenzialmente raggiungere un maggiore fatturato. Allora sorge una domanda: perché sacrificare più spazio prezioso, indispensabile alla produzione, occupandolo con periferiche quali le unità ad alta pressione per i lubrorefrigeranti? Questo è un quesito legittimo e la risposta potrebbe essere semplice: uno scenario ideale sarebbe poter occupare tutto lo spazio a terra con macchine utensili, ma per un corretto funzionamento occorre considerare anche lo spazio occupato dai device. Questi, quali un sistema lubrorefrigerante ad alta pressione, necessitano il loro spazio: se sottodimensionati, o erroneamente dimensionati, possono mettere a rischio la stabilità del processo produttivo e l’efficienza.
Il primo scoglio dunque è la fattibilità delle condizioni di spazio esistenti e arrivare al dimensionamento ottimale, considerando: quanto refrigerante in più può ricevere il serbatoio dell’impianto? Come si stabilizza la temperatura del fluido? E quale tipo di filtrazione si può progettare?
La fisica: il limite naturale delle soluzioni integrate nel caricatore di barre
Un importante parametro nel dimensionamento del serbatoio del sistema lubrorefrigerante e di filtrazione è la portata. In questo caso pesano i limiti imposti dalla fisica: il limite fisico è posto a 30 l/min max, ed è raggiunto alle condizioni di equilibrio. Va ricordato come un sistema lubrorefrigerante ad alta pressione surriscaldi sempre il fluido e, in caso di surriscaldamento del sistema, possono insorgere effetti collaterali indesiderati, quali variazioni dimensionali o formazione di schiuma (ad esempio con pressioni fino a 150 bar e portate elevate fra 20 e 30 l/min). Per contrastare il problema del calore, si ricorre alle pompe ad alta pressione variabile o pompe costanti con convertitori di frequenza, in grado di esercitare un effetto regolatore che abbassa l’apporto di calore. Le due soluzioni portano a risultati diversi a causa delle modalità diverse di regolazione su cui si basano. Nel caso dei convertitori di frequenza non è facile muoversi in un range ottimale.
Sempre rifacendosi alla fisica, la potenza regola il numero di giri del motore, il che significa che non si può regolare la portata abbassandola “all’infinito”. Per contro, la pompa di regolazione puramente meccanica presenta una consistente variabilità. In caso di alesatura profonda o lavorazione di parti interne in spazi ridottissimi si raggiunge una portata prossima allo 0. Con questo tipo di pompa viene prodotta-messa a disposizione solo la portata effettivamente necessaria e questo anche con potenze motore inferiori a quelle della maggior parte delle pompe costanti. In questo modo si ottiene l’apporto di calore più ridotto possibile, riuscendo anche ad evitare il raffreddamento attivo. Inoltre, la pompa di regolazione mantiene relativamente costante la temperatura del lubrorefrigerante, soprattutto con gli oli da taglio, evitando così i problematici picchi di temperatura, sia verso l’alto che il basso.
Altri due importanti fattori da tener presente nei sistemi ad alta pressione sono lo sporco e il tipo di truciolo. Nel caso dei processi di truciolatura con formazione di trucioli fini, la filtrazione tradizionale raggiunge rapidamente i suoi limiti, trasformandosi velocemente in “killer” dell’efficienza in grado di incidere pesantemente sulla vita utile delle pompe e degli utensili, nonché sulla qualità della lavorazione. Se si utilizzano filtri standard, come le reti metalliche, queste vanno periodicamente pulite o sostituite, mentre si dimostrano piuttosto efficaci a lungo le cartucce filtranti in versione filtro duplex o persino un filtro automatico.
La filtrazione ad alta pressione “associata” al caricatore di barre: percorso preferenziale o ripiego?
«Tutto sommato affrontiamo un dilemma, anzi un paradosso: gli impianti devono diventare sempre più compatti – afferma Martin Müller di Müller Hydraulik a proposito dell’attuale evoluzione del mercato –. Contemporaneamente aumentano i requisiti in termini di sicurezza di processo e qualità della produzione che, al contrario, richiedono filtri più grandi, pompe più grandi, serbatoi più grandi, raffreddamento supplementare e molto altro ancora. È difficile conciliare gli opposti, però è questo il nostro obiettivo, e la nostra ambizione, da molti anni. Con Combistream abbiamo effettivamente creato un prodotto di altissima qualità in termini di integrazione e di rendimento. Con i nostri Combiloop, modelli CL1 e 2E, da alcuni anni sfruttiamo lo spazio sotto il caricatore di barre per posizionare l’unità ad alta pressione. Contestualmente è stato possibile implementare la nostra nuova concezione di cartucce filtranti sotto il caricatore, nella versione filtro duplex, assicurando così durate dei filtri più elevate. Con la novità Combiloop CL3 E, di recente lancio, abbiamo integrato la pompa ad alta pressione regolata eco+ e il filtro automatico, con la possibilità di aggiungere in maniera opzionale un raffreddamento attivo».
Unità compatte ad alta pressione sotto il caricatore di barre
La soluzione proposta da Müller Hydraulik si basa sull’innovativa concezione di Combiloop CL3 E, il cui sviluppo è partito da un’unità ad alta pressione compatta per approdare a un’unità ad alta pressione che coniuga flessibilità e compattezza. L’idea è innovativa e vincente: infatti Combiloop è costituito da due elementi funzionali, collocabili separatamente. Il primo elemento è l’unità funzionale che, oltre al serbatoio liquido filtrato, contiene anche il sistema di generazione dell’alta pressione. Il secondo elemento è l’unità di filtrazione, dotata, a seconda della soluzione scelta, di filtro intercambiabile oppure filtro automatico, in modo da assicurare il giusto grado di pulizia in totale sicurezza. Per esempio, con un filtro automatico autopulente è possibile un elevato grado di filtrazione, anche in presenza di trucioli fini. Grazie all’alta pressione ad effetto regolatore, il fluido fino a 300 bar viene ricondotto in maniera energeticamente efficiente e sostenibile all’utensile a refrigerazione interna. Sia che si tratti di acciaio e leghe dure oppure di materiali che producono trucioli finissimi, la nuova combinazione di alta pressione e caricatore di barre di Combiloop CL3 E consentirà in futuro l’asportazione di trucioli sicura e con un particolare risparmio di spazio.
«La caratteristica principale della nostra soluzione è che separando le unità noi riusciamo ad offrire ai nostri clienti la massima potenza unita alla massima flessibilità: ci piace parlare di intelligenza modulare, che è un’espressione molto calzante – spiega Alexander Lang, product manager di Müller Hydraulik –. Diamo più spazio alla tecnologia ma restiamo nel complesso più compatti, poiché non carichiamo con ulteriori strutture il perimetro occupato dal caricatore, anche nel caso di collocazione separata. Grazie alla divisione il cliente può posizionare gli elementi dove trova spazio, proprio perché offriamo una grande varietà di modelli di caricatori. Per questo motivo il cliente può posizionare gli elementi separatamente, sfruttando al meglio gli spazi. Contestualmente, grazie all’alta pressione, il cliente può ottimizzare la qualità, gestendo i costi in maniera. Anche le partnership che abbiamo sviluppato sono importanti, perché garantiscono il perfetto gioco di squadra con le più comuni macchine utensili».
Nessun limite di spazio
Il futuro sarà sempre più orientato verso i sistemi compatti, anche per quello che riguarda la filtrazione ad alta pressione che, pur formando un’unica unità insieme al caricatore, si avvale di una tecnologia autonoma. Oltre alla modularità, viene offerta un’elevata potenza proprio perché può funzionare come soluzione stand alone, a prescindere dalla vita utile del caricatore e soprattutto indipendentemente dalle modalità di modifica dell’uso della macchina, nonché dall’andamento degli ordini e della. Combiloop CL3 E è in grado di adattarsi in qualsiasi momento alle attività future dei clienti.
Due elementi, molte innovazioni, altri vantaggi in più!
«Combiloop CL3 E coniuga le competenze tecnologiche a ingegnosità e innovazione – sintetizza Stefan Mauth, direttore Progettazione nel settore Sviluppo in Müller –. Combiloop CL3 E è un prodotto fortemente pensato per il cliente. Potenza e flessibilità in spazi limitatissimi vanno di pari passo con la facilità d’utilizzo, di installazione e manutenzione. Non è facile riunire in un unico prodotto tutte queste caratteristiche».
L’utilizzo di Combiloop CL3 E è intuitivo e la visualizzazione delle funzioni durante l’esecuzione è facilitata da un sistema con LED a colori, integrato elegantemente sia a livello visivo che di design. Grazie all’intuitiva navigazione basata sui colori del semaforo (verde, giallo, rosso) si vede direttamente se Combiloop CL3 E opera correttamente oppure se incombe la necessità di un intervento a breve termine o immediato. Combiloop CL3 E convince il mercato anche per altre tecnologie avanzate e innovazioni, tra i quali:
• un sensore di portata integrato di serie, con funzione di regolazione facoltativa;
• uno scambiatore di calore a piastre integrato, che grazie al raffreddamento della filtrazione a portata totale e secondaria aumenta tra l’altro l’accuratezza di misura, riducendo gli scarti;
• il preavviso di sostituzione del filtro negli impianti con filtro intercambiabile, che praticamente annulla gli intervalli di manutenzione – e i fermi impianto – dovuti al filtro.
Secondo Martin Müller le aspirazioni di Müller Hydraulik si possono riassumere così: «Con Combiloop CL3 E abbiamo semplicemente riformulato l’alta pressione. Il risultato vuole creare un nuovo approccio in termini di refrigerazione ad alta pressione, all’insegna di un rendimento elevatissimo, massima flessibilità e massima compattezza. In altre parole: un risultato grazie al quale i nostri clienti potessero avvalersi, in un modo veramente sostenibile, dei vantaggi dell’asportazione di truciolo ad alta pressione, nonostante o proprio a causa del collegamento al caricatore di barre».
I vantaggi in pillole
• Si adatta praticamente a tutti i caricatori di barre
• Compattezza e flessibilità
• Pressione fino a max. 300 bar
• Portata fino a 27 l/min
• Filtrazione a portata totale e secondaria
• Tecnologia della pompa di regolazione eco+: efficienza energetica e minore apporto di calore
• Design moderno, accattivante e facile da pulire
• Buona accessibilità ai componenti con facilità di sostituzione del filtro
• Preavviso per sostituzione filtro
• Utilizzo intuitivo
• Visualizzazione delle funzioni chiara e moderna attraverso il sistema di codifica con LED a colori
• Standard: sensore di portata integrato
• Opzionale: sensore di portata regolabile (massimo 2 uscite)
• PWT (raffreddamento filtrazione a portata totale e secondaria > accuratezza di misura…)
• Monitoraggio cestello fanghi
• Riconvogliamento automatico del fluido
di Marcello Carboni
