Così NUI Utensili Europa supporta la produttività nel settore delle manutenzioni ferroviarie.
In molti settori industriali l’enfasi da molto tempo si è spostata sull’efficienza dei processi ed in questo il settore ferroviario non costituisce un’eccezione. NUI Utensili Europa, società genovese specializzata nella produzione e commercializzazione di utensili integrali per la rimozione del truciolo, è da sempre impegnata nel realizzare soluzioni che minimizzino il tempo ciclo salvaguardando la produttività dei propri clienti.
I materiali compositi
Spesso pensiamo che i materiali compositi siano materiali “avanzati”, ma nella realtà sono materiali antichi come l’uomo. Uno dei primi materiali compositi ante litteram è costituito dal canniccio e dal fango usato per la costruzione dei ripari dell’antichità. Volendo definirne le caratteristiche dovremmo dire che si tratta di materiali che combinano due o più componenti di natura eterogena. Lo scopo è quello di migliorare le caratteristiche dei materiali costituenti come si farebbe nella metallurgia tradizionale. Di solito sono composti da una matrice nel quale vengono annegati dei rinforzi (Figura 1). Quando si parla di compositi di solito si associano al settore aeronautico o al settore automotive dove sono molto usati per la combinazione di leggerezza e resistenza ma da qualche tempo sono comparsi anche in altri comparti industriali.
Il settore ferroviario e i vantaggi del nuovo materiale
Nel settore ferroviario le tradizionali traversine in legno sono soggette ad usura in funzione degli agenti atmosferici per questo motivo è necessario prevederne una sostituzione regolare con un conseguente aggravio dei costi di manutenzione nel tempo. La soluzione proposta dall’azienda giapponese Sekisui Chemical è stata quella di ideare un materiale alternativo al legno che potesse garantire prestazioni eccellenti. Dalle sue ricerche è scaturito un nuovo materiale l’FFU, Fiber Foamed Urethane, visibile nella Figura 2. Pur avendo la stessa densità del legno ha una vita utile superiore ai cinquant’anni, un’alta resistenza agli agenti chimici, non è soggetto a infiltrazioni ed è completamente riciclabile. Dal punto di vista tecnico l’FFU viene prodotto attraverso un processo di pultrusione (estrusione per trazione) dove i filamenti continui di fibra di vetro vengono immersi nel poliuretano e polimerizzati a temperatura elevata. Questa tecnica garantisce una produzione di grande uniformità oltre al fatto di poter fornire materiali con una lunghezza fino a 12 metri.
Le problematiche tecniche
I materiali come l’FFU fanno parte dei cosiddetti GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) ossia i polimeri rinforzati con fibre di vetro e dal punto di vista tecnico presentano alcune difficoltà nella lavorazione. Nello specifico sono abrasivi, proprio per la presenza di fibre di vetro, non permettono una ottimale dissipazione del calore durante la lavorazione e sono soggetti a delaminazione. Quando alcune aziende del settore ferroviario hanno contattato NUI Utensili Europa per ideare una soluzione per la foratura di questo materiale l’azienda ha raccolto il guanto di sfida certa di risolvere la problematica della clientela.
Alcune specificità della lavorazione
Nel caso specifico delle traversine queste vengono lavorate ed installate in loco. La lavorazione principale che si fa è il taglio, se necessario, e la foratura delle stesse per inserire le caviglie di fissaggio (Figura 3). Il produttore indica che l’FFU può essere lavorato come il legno e di fatto vengono usate seghe circolari e punte in HSS di lunghezza adeguate. Queste ultime vengono installate su trapani a scoppio a mano (Figura 4) o eventualmente carrellati.
La soluzione di NUI Utensili Europa
Per forare le traversine si sono sempre usate delle punte in HSS ma queste presentano alcune problematiche. La problematica più grande è la dissipazione del calore. Tradizionalmente nelle lavorazioni del metallo una parte del calore si dissipa tramite il truciolo (la parte preponderante), una parte attraverso l’utensile ed una parte attraverso il pezzo. Nelle lavorazioni dei compositi lo schema cambia radicalmente e la dissipazione del truciolo è minima mentre cresce esponenzialmente la parte che si dissipa attraverso l’utensile (Figura 5). Per questa ragione una punta in HSS avrebbe una resa non ottimale in quanto la resistenza al calore è limitata e poi perché il tagliente se sottoposto a temperature molto alte tenderebbe a deteriorarsi molto velocemente. Per ovviare alla problematica appena esposta NUI Utensili Europa ha sviluppato una punta speciale in HSS con i riporti in metallo duro (Figura 6). Il metallo duro rispetto all’HSS ha la capacità di resistere alle alte temperature mantenendo al contempo il tagliente affilato. Il riporto in metallo duro è caratterizzato da un micro-grano che garantisce durezza e resistenza all’usura che nel caso della lavorazione dei compositi è fondamentale essendo questi estremamente abrasivi. La punta è caratterizzata da una lunghezza di 320 mm ed un codolo ribassato da D14 per essere utilizzata al meglio sui trapani portatili sia che abbiano un mandrino standard sia che abbiano un mandrino a bloccaggio automatico. Il corpo in HSS garantisce una certa flessibilità considerando gli utensili utilizzati per la foratura. La punta ha una geometria a 118° che comunque va benissimo per questo tipo di lavorazioni dato che nella foratura e nel successivo inserimento delle caviglie di fissaggio non sono richieste tolleranze strette e i tradizionali problemi di delaminazione dei compositi non costituiscono un problema. In altri settori ad esempio in quello aeronautico, dove sono richiesti accoppiamenti molto precisi, il problema della delaminazione dovrebbe essere risolto adeguatamente. In questi casi si dovrebbe optare per una affilatura di tipo “kevlar” con una affilatura DIN 1412/E che garantisce una precisa recisione delle fibre annegate nella matrice.
Conclusione
NUI Utensili Europa su richiesta del cliente ha sviluppato una soluzione ottimale per la foratura delle traversine in composito che ha consentito di sostituire le punte in HSS utilizzate precedentemente e non idonee ad eseguire un numero di fori consistente su questa tipologia di materiale. NUI è in grado di fornire supporto al cliente per qualsiasi tipo di lavorazione sia che si tratti di utensili standard che a disegno.
Maschi per acciaio inox e per materiali temprati
NUI Utensili Europa per venir incontro alle esigenze dei clienti che necessitano di soluzioni sempre più performanti ha sviluppato due nuove tipologie di maschi rispettivamente per acciaio inox e per materiali temprati. Tutte e due sono prodotti con la tecnologia della metallurgia delle polveri che grazie ad una distribuzione della grana di carburo più fine e regolare assicura, rispetto al tradizionale HSS, sia una maggior tenacia, sia una maggior resistenza all’usura. I maschi 13745 e 13746 per acciaio inox rispettivamente per fori passanti con imbocco corretto e fori ciechi elicoidali a 40°, possono lavorare materiali con resistenza massima di 1150 N/mm2. Il rivestimento Hard Lube è particolarmente indicato per acciai inox ed il TiAlN garantisce durezza e resistenza alle alte temperature mentre Il carburo di tungsteno, WC/C, garantisce un basso coefficiente di attrito e scorrevolezza.
Dedicati al mondo degli stampisti sono invece i maschi 13737 e 13738 per materiali temprati fino ad una resistenza massima di 1400 N/mm2, rispettivamente con imbocco corretto ed elicoidale a 40°. In questo caso il rivestimento scelto è il Futura Nano che è caratterizzato da elevati livelli di durezza e tenacità oltre ad essere molto resistente all’ossidazione che permette un incremento sostanziale delle velocità di taglio. I due nuovi maschi sono disponibili con filettatura metrica nelle misure da M3 a M10 (gambo rinforzato) e da M12 a M20 (gambo passante).
Svasatori in acciaio M35 con ricopertura TiAlN
NUI Utensili Europa, casa specializzata nella produzione di utensili da taglio per i metalli, ha inserito nella propria gamma due nuovi svasatori in acciaio M35, ossia in HSSCo5 (HSS con il 5% di Cobalto). Si tratta degli svasatori della serie 12512, che prevede anche la versione con ricopertura TiAlN. Questa serie si va ad aggiungere a quella degli svasatori in HSS 12510, lucidi e con ricopertura TIN e alla linea 12515 di svasatori in HSSCo5 con taglienti asimmetrici, disponibili nella versione lucida e con ricopertura TiAlN.
Anche la nuova famiglia di svasatori è prodotta con la rettifica delle gole e delle spoglie dell’utensile con mole in CBN (nitruro di boro cubico) che garantiscono svasature senza la produzione di bave, con superfici ben levigate e con alta concentricità.
La serie 12512 è disponibile nelle misure da 6,3 a 30 mm di diametro. La versione TiAlN rende l’utensile molto adatto per incrementare velocità ed avanzamento allungandone la vita utile ed è particolarmente indicata in caso di lavorazioni su materiali tenaci o resistenti, come gli acciai inox e gli acciai legati e trattati.
Claudio Silvestri, direttore Italia NUI Utensili Europa
