Rivestimenti per utensili: tendenze, sfide e opportunità nell’Ue

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Federico Costa, presidente dell’ECTA, ha risposto alle nostre domande sullo stato dell’arte nel mercato europeo degli utensili da taglio.

Quali sono oggi le principali tendenze nel mercato europeo dei rivestimenti per utensili?

Il settore europeo dei rivestimenti per utensili è caratterizzato da diverse tendenze. Al momento molti produttori si stanno concentrando sulla tecnologia PVD, Physical Vapor Deposition, un processo in cui i materiali di rivestimento vengono fatti evaporare per mezzo di scariche ad arco. Il materiale evaporato e ionizzato si deposita sul pezzo, dove dà luogo alla formazione del rivestimento. L’utilizzo di gas reattivi può influire sulla composizione dello strato. Durante il processo di rivestimento, si generano nitruri o carburi o miscele a più fasi. I rivestimenti PVD aumentano in maniera rilevante la vita e le prestazioni degli utensili per l’asportazione di truciolo. La tendenza è chiaramente verso rivestimenti con uno spessore maggiore, anche per sottrarre quote di mercato ai rivestimenti CVD, Chemical Vapour Deposition, naturalmente più spessi dei PVD. In questo panorama si colloca la scelta strategica fatta da Horn, per esempio, nell’aver adottato come tecnologia di rivestimento il sistema HiPMS, High Power Impulse Magnetron Sputtering. La tecnologia HiPIMS è in grado di generare uno strato ancor più omogeneo, nettamente più denso e compatto rispetto ai rivestimenti PVD di altra tecnologia, portando ad un sostanziale incremento delle prestazioni e della vita utensile. I primi forni con tecnologia HIPIMS a livello mondiale sono stati sviluppati da CemeCon e consegnati alla Horn nel 2015. Questa soluzione ha consentito, per la prima volta, di rivestire utensili da taglio e frese con i rivestimenti sviluppati da HORN in nitruro di alluminio e titanio, TiAlN, di tipo EG3 ed EG5. Il rivestimento EG3 trova prevalentemente impiego nei micro utensili per barenatura tipo Supermini e negli inserti intercambiabili eseguiti di affilatura. Grazie alla finitura superficiale elevata e alle buone caratteristiche di aderenza, entrambi i tipi di utensile sono perfettamente rivestibili in EG3. Il rivestimento EG5 trova applicazione anche nel caso di inserti intercambiabili destinati alla fresatura con arrotondamento del tagliente da 0,01 a 0,03 mm. Con strati di spessore differente, entrambi i rivestimenti mostrano una struttura molto compatta con una superficie assai liscia e allo stesso tempo una migliore aderenza. Il rapporto tra l’aderenza dello strato e la tensione interna è pertanto estremamente equilibrato e assicura elevata durata del tagliente.Uno strato superficiale cosmetico di colore giallo inoltre facilita il riconoscimento dell’usura. Da questo punto di partenza, la Horn ha continuato a sviluppare le potenzialità della tecnologia HiPIMS, introducendo nuovi rivestimenti ad alte performance dedicati alle diverse tipologie di materiali da lavorare“.

Come sta cambiando la domanda di rivestimenti per utensili in Europa, e quali settori industriali stanno guidando questa crescita?

Alcuni processi, come ad esempio lo skiving per la realizzazione di ingranaggi e profili scanalati, stanno guidando lo sviluppo di nuovi rivestimenti. In questo caso sono richiesti rivestimenti a lunga durata ma che, al tempo stesso, non compromettano l’affilatura dell’utensile stesso. Anche il decoating sta assumendo un ruolo sempre più importante per poter ottimizzare il processo di riaffilatura di detti utensili. Inoltre, la lavorazione dell’alluminio sta vivendo un boom originato dall’aumento dell’impiego di metalli leggeri nella componentistica meccanica. In questo ambito i rivestimenti giocano comunque un ruolo importante, nonostante si tratti di materiali di lavorabilità più semplice. Il target in questo caso si sposta verso un ruolo di anti-adesione del rivestimento, in cui le scelte più efficaci sono il DLC, Diamond Like Carbon, il carbonio amorfo e il borato di titanio. In linea di massima, i rivestimenti per le lavorazioni meccaniche sono un elemento imprescindibile per gli utensili da taglio e continueranno a svolgere un ruolo sempre più importante in futuro quando si tratterà di sostituire i processi di rettifica con lavorazioni per asportazione di truciolo“.

Dettaglio di Supermini Horn rivestito con tecnologia HiPIMS.

Con l’aumento della consapevolezza ambientale, come si sta adattando l’industria degli utensili da taglio per migliorare la sostenibilità e l’efficienza energetica dei propri prodotti?

La sostenibilità, il risparmio energetico è sicuramente un tema molto attuale e non solo nel campo dell’industria meccanica. L’utensile in carburo di tungsteno, volgarmente conosciuto come metallo duro, condivide con le batterie al litio, diventate ormai cruciali nel processo di transizione ecologica, due elementi primari: il cobalto e il tungsteno. Entrambi i minerali sono considerati preziosi e di difficile approvvigionamento. Per questo motivo nella produzione di utensili da taglio già da alcuni anni viene utilizzato metallo duro riciclato. In Horn e in Febametal ricicliamo da diverso tempo sia i fanghi di rettifica che gli scarti di metallo duro, proprio per questa ragione. Ciò ovviamente non basta, ci sono molti altri processi su cui si può intervenire. Per ridurre al minimo lo sforzo di affilatura, ad esempio, l’obiettivo è quello di ottenere la forma del grezzo molto simile a quella dell’utensile finale. Si stanno inoltre sviluppando nuovi processi per i rivestimenti ad alta intensità energetica che prevedono un ciclo produttivo più breve e quindi con un notevole potenziale di risparmio energetico. Inoltre, i nuovi utensili e i nuovi rivestimenti aumentano la loro durata, con un conseguente risparmio di risorse“.

Quali sono le principali sfide e opportunità che si trovano ad affrontare oggi le aziende produttrici di utensili in Europa?

Il mercato attualmente è in uno stato di agitazione a causa della grande incertezza dei clienti e della crisi che sta caratterizzando molti settori industriali almeno nella prima metà del 2024. Inoltre, negli ultimi anni è cresciuta una concorrenza a basso costo proveniente dal mercato asiatico. A mio parere questa situazione deve essere contrastata con innovazioni e tempi di consegna brevi. Quest’ultimo aspetto in particolare rappresenta la grande opportunità per i produttori di utensili in Europa, poiché la pianificazione a breve termine dei clienti giocherà un ruolo sempre più centrale in futuro“.

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