Macchine e soluzioni ad alto contenuto tecnologico

Produttore italiano di macchine a controllo numerico e macchine automatiche, Satres è uno spinoff di DiEng, azienda che si occupa di sviluppare in outsourcing la progettazione di macchine automatiche custom e linee di automazione. Per il suo centro di lavoro a 5 assi con motori lineari UHS Linear 500, l’azienda toscana ha scelto di utilizzare il CNC Z32 di D.Electron.

di Alberto Marelli

Il nostro Paese è caratterizzato da un tessuto industriale di piccole e medie imprese contraddistinte da un’elevata propensione verso soluzioni flessibili e diversificate, con una particolare attenzione verso la customizzazione del prodotto. Ne è un esempio Satres, azienda fondata a Pisa come produttore di macchine a controllo numerico e macchine automatiche. “Siamo nati fondamentalmente come impresa che si occupa di ricerca, sviluppo e innovazione nell’ambito dell’ingegneria e fornisce supporto tecnico sia nella fase iniziale di progettazione, sia nella successiva fase di produzione prototipi”, spiega Fabio Diana, Fondatore e CEO di DiEng e di Satres. “La nostra esperienza a livello progettuale ci permette di realizzare anche macchine speciali, personalizzate in base alle richieste della committenza sotto il marchio Satres”.
Nel giro di pochi anni l’azienda è cresciuta notevolmente, passando da un piccolo ufficio di 30 m2 a Pisa nella sede attuale – di proprietà – di 1.000 m2 situata a Navacchio, una frazione del comune pisano di Cascina. Attualmente l’azienda occupa ventidue dipendenti.

Qualità e affidabilità
L’esperienza acquisita negli anni da Satres nella progettazione di macchine speciali e a controllo numerico è stata fondamentale per lo sviluppo di una gamma completa di macchine standard, altamente personalizzabili. Dal prototipo alla produzione definitiva, le macchine sono interamente sviluppate da Satres nel suo stabilimento produttivo con la collaborazione di personale e di fornitori altamente specializzati. Questo rende il marchio Satres, di cui l’azienda DiEng è detentrice, sinonimo di qualità e affidabilità. L’azienda è inoltre certificata ISO 9001 per la progettazione di macchine. “Tutte le nostre macchine sono caratterizzate dal binomio alta velocità e precisione; internamente progettate e costruite per consentire il semplice utilizzo, si sposano con un sorprendente contenimento dei costi, sia di acquisto che di gestione. Il tutto unito ad un puntuale ed efficiente servizio post-vendita”, afferma Diana.
Prima di costruire il primo centro di lavoro, Satres ha fatto molta sperimentazione, decidendo di utilizzare un CNC proprietario. “Il controllo numerico CNTouch è stato studiato appositamente per questo modello”, sottolinea Diana. “Il software del controllo CNTouch è focalizzato sull’interfaccia Touch Screen 19”, riducendo i pulsanti fisici ai soli comandi realmente utili durante l’uso della macchina.
Cuore pulsante del software del CNC è la schermata di programmazione assistita. È possibile creare i programmi partendo da geometrie anche complesse e costruendo passo, mediante un semplice wizard, i cicli di lavorazione”.
Il centro VMC 2000, indicato per tutte quelle realtà produttive legate al mondo dell’alta moda, è stato progettato mettendo in primo piano sia la semplicità di montaggio che quella di utilizzo da parte dell’operatore. “VMC 2000 può essere dotato di apposite morse ribaltanti in grado di migliorare la precisione dei pezzi lavorati, riducendo i tempi di produzione. È possibile inoltre integrare la macchina con caricatori e magazzini automatici al fine di produrre 24 h al giorno”, afferma Diana.

Macchina contraddistinta da elevate prestazioni dinamiche
Satres sviluppa macchine ad alto contenuto tecnologico e prestazioni elevate per rispondere alle più complesse esigenze di produzione dell’industria moderna. Ed è proprio per soddisfare le esigenze di un committente di lavorare materiali speciali che l’azienda toscana decide nel 2017 di sviluppare un nuovo centro di lavoro, e precisamente il modello UHS Linear 500, una macchina a 5 assi con motori lineari con la quale è possibile effettuare lavorazioni HSM di fresatura, foratura profonda, rettifica e tornitura (in opzione). “È un modello indicato per l’industria degli stampi e i comparti automotive e aeronautico”, spiega Diana. “Al termine dei test di lavorazione, siamo riusciti a lavorare componenti in leghe speciali con tempi estremamente ridotti, anche del 400%, rispetto alle macchine tradizionali”.
La struttura della macchina è a portale fisso allo scopo di garantire un alto smorzamento delle vibrazioni, un’elevata rigidità e stabilità termica nonché un’alta rigidità dinamica.
Come sopra citato, il centro UHS Linear 500 è equipaggiato con motori lineari in grado di garantire elevate performance in velocità, eliminando nel contempo la componente di usura in quanto la macchina non è dotata di viti a ricircolo di sfere. “Le elevate accelerazioni della macchina (2 g) permettono il mantenimento dell’alta velocità in lavorazione durante i cambi di direzione”, afferma Diana. Da sottolineare un tempo ciclo estremamente ridotto grazie agli elevati avanzamenti in rapido che possono raggiungere anche i 100 m/min.
Le corse della macchina sono 450x510x475 mm. Le corse sugli assi rotativi sono ottimizzate per aumentare il passaggio disponibile sotto il naso mandrino e utilizzare utensili con lunghezza ridotta.
UHS Linear 500 utilizza un particolare sistema per abbattere le polveri sottili (fino a 5 µm) generate dalle lavorazioni di materiali abrasivi (ad esempio, grafite), caratterizzato da una cabina depressurizzata con elevato ricambio di aria. Grazie a un’efficiente ottimizzazione fluidodinamica all’interno della zona di lavoro della macchina, le polveri sottili vengono abbattute in breve tempo.
Grazie anche a un sistema di isolamento guide e motori è possibile evitare problemi di usura e di accumulo polveri negli organi di movimentazione.

Una proficua collaborazione
Un altro aspetto che caratterizza il centro UHS Linear 500 è l’utilizzo del controllo numerico Z32 di D.Electron, altro prodotto completamente Made in Italy. “Abbiamo deciso di equipaggiare il nostro centro di lavoro con il CNC D.Electron grazie anche alle referenze di Hiwin, l’azienda che ci ha fornito i motori lineari e torque”, spiega Diana.
“D.Electron, infatti, aveva già avuto in passato diverse esperienze su questo tipo di motori che devono garantire elevate performance, velocità e precisioni. Ci siamo incontrati ad Hannover durante l’edizione 2017 della EMO e da lì abbiamo iniziato a lavorare insieme a questo progetto”.
La collaborazione tra Satres e D.Electron è stata estremamente proficua, portando allo sviluppo di una macchina estremamente performante. “Ci siamo incontrati spesso durante la fase di progettazione della macchina per trovare insieme le soluzioni tecniche più idonee in base alle prestazioni che si volevano raggiungere”, afferma Diana.
“D.Electron non propone un prodotto a scatola chiusa, ma ascolta il proprio cliente e cerca di offrirgli la soluzione migliore mettendo in campo sistemi speciali, accorgimenti, funzioni, ecc., creati “ad hoc”. Il controllo Z32 che equipaggia il nostro centro di lavoro è stato ottimizzato per le migliori prestazioni nelle lavorazioni ad alta velocità. Grazie a pochi elementi di comando l’utilizzo del controllo numerico risulta estremamente semplice”.
Satres ha ricevuto da parte di D.Electron un aiuto importante nella parte di dimensionamento della macchina e della dinamica, ma anche nella taratura degli assi. “Gli assi lineari hanno caratteristiche di accelerazione, ma per poterle sfruttare al meglio è necessario gestire le risonanze meccaniche che potrebbero entrare in gioco e vanificare la precisione della lavorazione”, sostiene Diana.

Funzioni adattabili alle più diverse applicazioni
La caratteristica principale del CNC Z32 è di essere un sistema aperto, quindi con un’ampia gamma di funzioni che possono essere adattate alle varie applicazioni tramite personalizzazioni del front-end e, alla macchina, attraverso il potente PLC integrato. Z32 combina, in un’unica soluzione interamente digitale, sia il sistema CN sia gli azionamenti integrati.
Il CNC, in grado di eseguire sia operazioni di fresatura che di tornitura, è basato su PC e sistema operativo Linux (denominato FlorenZ), ed è in grado di pilotare fino a 32 assi digitali e 16 analogici distribuiti su 6 processi di interpolazione simultanea. Il controllo numerico Z32 è dotato di un potente elaboratore geometrico-dinamico che offre una soluzione in grado di ridurre i tempi di esecuzione in funzione della tolleranza impostata dall’operatore e delle caratteristiche dinamiche della macchina. La velocità di lettura del CNC Z32 arriva a 11.000 blocchi/s con programma eseguito da memoria interna. Per attivare l’alta velocità esistono alcune specifiche funzioni G che permettono di eseguire varie operazioni come ricostruire la curvatura di traiettorie fornite per punti, impostare la tolleranza di arrotondamento della traiettoria fornita dal CAM, specificare la “morbidezza” dei movimenti macchina.
Lo Z32 dispone di un look-ahead fino a 500 blocchi, ed è dotato di un sistema di limitazione automatica della velocità che impedisce sobbalzi, anche se, per parametri di programmazione anomali, il look-ahead è completamente riempito.
Per il costruttore di stampi, D.Electron ha inserito nel controllo numerico Z32 l’opzione “Stampi”, che rende questo controllo compatibile con il linguaggio di programmazione dei CNC Selca.
Attraverso l’opzione “Stampi” è possibile eseguire il “part program” del controllo Selca sul controllo numerico Z32 senza alcuna ulteriore operazione. Ciò significa che chi lavora sul controllo Z32 con questa opzione è come se lavorasse direttamente sul controllo Selca, cioè con la medesima schermata, stesso linguaggio, uguali comandi, estensioni, ecc., e senza nessuna percentuale di incompatibilità.

Additive Manufacturing e fresatura in un’unica macchina
Satres è un costruttore con obiettivi molto ambiziosi. Ne è un esempio il progetto che sta seguendo attualmente, cioè la costruzione di HMM 500 Hybrid, il primo centro di lavoro italiano che combina i vantaggi di Additive Manufacturing metallica e High Speed Machining a 5 assi in continuo.
“L’Hybrid Metal Manufacturing di HMM 500 Hybrid è il matrimonio ideale tra i due metodi produttivi, pensato per valorizzare al massimo entrambe le tecnologie”, afferma Diana. La flessibilità di HMM 500 Hybrid permette di creare componenti metallici in Additive Manufacturing a geometria complessa senza supporti, per una grande varietà di materiali con finiture e precisioni elevate a tempi e costi ridotti.
Il potente modulo software di programmazione integrato consente di generare in maniera semplice e semi-automatica il programma a 5 assi in continuo di deposito/fresatura. La tecnologia di deposito/fresatura a 5 assi integrata in HMM 500 Hybrid permette di ottenere componenti privi di supporti durante la fase di deposizione del materiale, minimizzando i costi di programmazione a bordo macchina.
Le elevate prestazioni di HMM 500 Hybrid permettono di lavorare in High Speed Machining con il mandrino da 30.000 giri/min (in opzione fino a 60.000 giri/min) e di raggiungere accelerazioni superiori ai 2 g con avanzamenti rapidi oltre i 60 m/min.