Ridurre le lavorazioni di finitura in presse per polveri con le viti a ricircolazione di sfere NSK

Nella nuova gamma di presse per polveri, il costruttore svizzero Osterwalder AG sostituirà gli azionamenti idraulici con azionamenti servo-elettrici dotati di viti a ricircolazione di sfere HTF di NSK. Gli utilizzatori delle nuove macchine potranno così contare su una riduzione dei consumi dell’80% circa e su una maggiore precisione dimensionale delle parti pressate, riducendo le lavorazioni di finitura (ad esempio la rettifica con mole diamantate) e i costi di processo e materiali.

Gli utensili per la lavorazione dei metalli come punte di foratura e inserti indicizzabili in carburo vengono realizzati per la maggior parte attraverso la tecnologia di compattazione delle polveri. Il processo prevede il versamento di una lega metallica in polvere all’interno di uno stampo che viene sottoposto a pressione prima della sinterizzazione finale. Al termine del processo, i costruttori di utensili vogliono ottenere inserti che siano quanto più vicini possibile al profilo finale, in quanto finiture ulteriori sono sia costose sia complesse a causa dell’estrema durezza degli inserti sinterizzati.

Un’azienda specializzata in questo ambito tecnologico è Osterwalder AG, società svizzera con sede a Lyss, a circa 15 km dalla capitale Berna. Per aumentare ulteriormente la precisione del processo di compattazione delle polveri, l’azienda ha deciso recentemente di introdurre nuovi azionamenti: la serie CA SP Electric e la serie CA HM Electric. Questa soluzione ad azionamento diretto (DDT, Direct Drive Technology) con motori servo-elettrici e viti di ricircolazione di sfere NSK sostituisce i vecchi azionamenti idraulici, attualmente impiegati solo su presse dove è richiesta una potenza elevata.

La tecnologia DDT consente di effettuare una pressatura molto più precisa, come spiega Michael Sollberger, ingegnere sviluppatore di Osterwalder: “Il posizionamento ha una tolleranza di 1µm e garantisce livelli di ripetibilità elevatissimi.”

I movimenti lineari delle presse Osterwalder sono affidati alle viti a ricircolazione di sfere per condizioni gravose della serie HTF (High Trust Force) di NSK. La sincronizzazione precisa dei movimenti è importante perché qualsiasi interruzione o irregolarità nel processo può causare errori dimensionali o persino la rottura degli inserti durante la sinterizzazione.

Le viti a ricircolazione di sfere HTF consentono inoltre di raggiungere velocità di traslazione molto rapide, contribuendo ad accorciare i tempi di ciclo. Si possono inoltre generare forze assiali estremamente elevate grazie alla geometria brevettata che garantisce una distribuzione uniforme del carico su tutte le sfere. Insieme alla speciale tecnologia di separazione delle sfere, questo approccio previene l’usura prematura e garantisce la massima affidabilità.

Oltre a precisione elevata e buon controllo, gli operatori delle presse per polveri Osterwalder equipaggiate con i nuovi azionamenti potranno ottenere anche una riduzione dei consumi energetici dell’80% circa. Una pressa per polveri con azionamento idraulico e potenza di 160kN ha un consumo energetico fino a 15kW. Un sistema servo-elettrico consuma invece solo 2,5-3,5kW. Poiché i clienti di Osterwalder gestiscono mediamente fra 10 e 70 presse, il risparmio potenziale è enorme.

Un altro vantaggio offerto dall’azionamento con vite a ricircolazione di sfere è l’ingombro ridotto delle presse. Inoltre l’assistenza risulta semplificata grazie all’assenza di valvole di controllo idraulico o altri componenti con molte esigenze di manutenzione, mentre le temperature di esercizio sono più costanti perché non si verifica dissipazione di calore dal sistema idraulico. La riduzione del rumore è un altro vantaggio, come spiega Sollberger: “I nostri impianti idraulici operano appena sotto il limite dei 75dB, mentre i sistemi servo-elettrici sono molto silenziosi, fra 58 e 60 dB.”

Le macchine serie CA SP Electric e CA HM Electric utilizzano diverse viti a ricircolazione di sfere di NSK per azionare simultaneamente lo stampo superiore e quello inferiore. Osterwalder ha adottato gli azionamenti servo-elettrici sulle presse da 160kN e poi sui modelli da 320kN. Attualmente sono in funzione oltre 100 presse di questo tipo.

In prospettiva questo trend potrebbe proseguire, considerando che secondo NSK la serie HTF è in grado di trasmettere forze di pressatura fino a 4000 o 5000kN.

Le viti a ricircolazione di sfere HTF sono disponibili con diversi diametri, sistemi di ricircolazione e opzioni di tenuta e possono essere combinate con cuscinetti per il supporto di viti a ricircolazione di sfere (serie TAC) e guide lineari (serie RA) di NSK. NSK è l’unica azienda in grado di fornire da un’unica fonte una catena completa che combina perfettamente le diverse parti.

Oltre ai componenti in carburo pressato, questa tecnologia può essere applicata a componenti fabbricati con polvere di ferro, ceramica e materiali magnetici. Le viti a ricircolazione di sfere serie HTF sono state adottate anche da costruttori di macchine per stampaggio a iniezione plastica.

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