Elettroerosione: lo stato dell’arte

Nel corso degli anni, l’innovazione nel settore dell’elettroerosione è stata costante. Degli ultimi sviluppi di questa tecnologia e della sostenibilità ambientale ne parliamo con i più importanti costruttori a livello internazionale. 

L’elettroerosione, scoperta nel 1943 dai sovietici Lazarenko, è una delle principali tecnologie utilizzate nel processo produttivo degli stampi. Negli anni, l’innovazione in questo settore è stata costante: generatori più performanti, controlli numerici in grado di assicurare la semplice gestione del processo di erosione, sistemi di automazione e altro ancora. Dei più recenti sviluppi di questa tecnologia e della sostenibilità ambientale ne parliamo con importanti costruttori di macchine a livello internazionale: Fanuc, GF Machining Solutions, Makino, Mitsubishi Electric, ONA Elettroerosione, Sodick (R.F. Celada). 

Quali sono le più recenti innovazioni tecnologiche introdotte nei vostri impianti e quali benefici apportano allo stampista?

Gino Trevisan (Fanuc Italia) 

Dal punto di vista dell’utente, la disponibilità dell’interfaccia iH Pro apporta notevoli miglioramenti all’esperienza degli operatori: l’ampio schermo LCD multi-touch da 15” widescreen consente di visualizzare con nitidezza e tramite un ambiente intuitivo ad icone le diverse funzionalità e lo stato della macchina. Questo comporta un incremento della produttività, unitamente a una riduzione dei tempi di fermo. La nuova gamma di macchine per l’elettroerosione a filo Fanuc ROBOCUT è stata di recente rinnovata per ottimizzare il processo di taglio, semplificare l’accesso alla macchina e ridurre il downtime. La serie α-CiC, infatti presenta la struttura meccanica degli assi lineari principali potenziata in rigidità, in modo da sopprimere la distorsione e promuovere una migliore stabilità, che a sua volta porta ad una maggiore precisione di taglio e ad una maggiore affidabilità della macchina. Altri miglioramenti sono rappresentati dalla funzione di compensazione dell’errore di passo, dalla tecnologia ROBOCUT AWF per un infilaggio rapido e preciso del filo, da una tecnologia di controllo delle scariche di nuova generazione per ottenere velocità di taglio più elevate senza rottura del filo e dalla possibilità di asservire la macchina con un robot per l’automazione del processo di carico/scarico del pezzo grazie al tool QSSR (che consente di collegare il robot alla macchina con cavo Ethernet e controllarlo direttamente dal CNC). 

Giovanni Rimoldi (GF Machining Solutions Italia)

GF Machining Solutions come il mercato EDM impone da sempre è spesso stata apripista tecnologico per molti settori industriali. Fin dagli anni cinquanta GF Machining Solutions è stata precursore nello sperimentare nuove tecnologie e a ottimizzare quelle esistenti. Per questo motivo, gli utenti finali si aspettano che GF in ogni evoluzione delle macchine garantisca più elevati livelli di produttività e una gestione della stessa mediante dati già aggregati e parametri facilmente accessibili. L’evoluzione del sistema di interfaccia uomo/macchina denominato UNIQUA e la digitalizzazione in generale degli impianti sono la risposta a questa progressiva richiesta di maggiore produttività e trasparenza. Facendo fronte alla competizione globale, gli utenti finali investono in nuove macchine partendo da due obiettivi principali: i tempi ciclo di esecuzione del processo di lavorazione e la produttività complessiva dell’investimento, non separabili dalle esigenze in termini di qualità di lavorazione e tolleranze dimensionali. GF Machining Solutions come produttore di macchine EDM risponde a queste esigenze aumentando la precisione dimensionale e la stabilità termica degli impianti e integrando tecnologie innovative nel processo EDM adeguate ai nuovi processi produttivi. Un numero crescente di sensori e retroazioni monitora il processo produttivo per assicurarne una qualità costante. Queste tre tendenze – più velocità, più completezza e più precisione – pongono sfide crescenti che GF Machining Solutions ha raccolto. Ogni incremento di velocità/qualità richiede tempi di elaborazione sempre più spinti da parte dell’unità di controllo e dei servosistemi del processo di controllo del generatore. Il sistema deve fornire capacità aggiuntive per integrare ulteriori dispositivi e tecnologie di lavorazione. Allo stesso tempo, il volume di trasmissione dei dati sta aumentando in modo esponenziale a causa dei vari processi retroazionati, richiedendo risorse hardware sempre più elevate. Nello specifico molte sono le evoluzioni che riguardano i prodotti EDM GF Machining Solutions e poco lo spazio in questa occasione per poterle raccontare nel dettaglio. Uno dei pilastri fondamentali della tecnologia EDM è garantire la ripetibilità dimensionale abbinata alla qualità di superfice, per questo la stabilità termica degli impianti è indispensabile; ad oggi GF Machining Solutions può garantire sia sulla linea tuffo che filo dei modelli termostabili. Altro cardine è sicuramente l’interfaccia denominata UNIQUA, nata dopo anni di duro lavoro, che include in modo sintetico la programmazione sequenziale classica unita a una programmazione ad oggetti più evoluta e flessibile. Questo permette oggi ad un operatore di interagire in modo semplice con la complessità della tecnologia EDM, avvicinandola sempre più al linguaggio del suo processo produttivo. Ultima novità nata è la capacità del generatore nelle macchine a filo di misurare l’andamento e l’effetto sulla lavorazione di ogni singola scintilla generata dal generatore ISPS (sistema SPARK TRACK-ISPS-), questa capacità di misura innovativa permette un controllo assoluto del processo erosivo con capacità autoadattive mai viste prima. SPARK TRACK è un brevetto GF Machining Solutions ed è e sarà una rivoluzione assoluta nella gestione del processo EDM. 

Matthias Wilke (Makino Europe)

Makino ha recentemente sviluppato una tecnologia con filo da 0,40 mm che viene utilizzata in diverse applicazioni. Con l’incremento del diametro del filo da 0,30 a 0,40 mm, Makino può raddoppiare la velocità di taglio, pur mantenendo inalterato il consumo del filo. Questo grazie all’utilizzo della funzione Makino GS, che compensa l’usura del filo mentre attraversa il pezzo in lavoro, ad un nuovo design del sistema di cablaggio ed all’aggiunta di un booster, che raddoppia la potenza del generatore. Questo aumento del 30% del diametro del filo, che passa da 0,30 a 0,40 mm, aumenta l’area della sezione trasversale dell’80%, permettendo l’utilizzo di tensioni e correnti molto più elevate. 

Il vantaggio di questa tecnologia è evidente in applicazioni con uno e due tagli, una precisione di ±10 µm e una rugosità superficiale di 2 µm Ra. Questa macchina è estremamente interessante per:

– la realizzazione di punzoni e matrici per stampaggio di lamiere di grandi spessori; 

– la produzione; 

– il taglio di separazione, dalla piastra di base, di particolari realizzati mediante tecnologia additiva. 

La migliore stabilità, che limita le rotture del filo, è il più grande vantaggio di quest’ultima applicazione. Normalmente, in presenza di condizioni difficili di lavaggio e di mancata evacuazione dei residui del taglio da elettroerosione, questa tecnologia è soggetta a rotture del filo, mentre con il filo da 0,40 mm, che offre una maggior resistenza a trazione, vi è un considerevole aumento della stabilità di lavorazione, ottimizzando così questa tecnologia. 

Paolo Soroldoni (Mitsubishi Electric)

Quando si stanno utilizzando mole profilate a leganti metallici, la più recente soluzione di diamantatura per elettroerosione a filo di Mitsubishi Electric, EDM-Dress, è l’ideale per una produttività continuativa. Questa macchina multifunzione garantisce grande precisione e coerenza nei risultati, offrendo allo stesso tempo superfici affilate e molto abrasive con design anche complessi. 

Grazie al processo di elettroerosione, la macchina non applica alcuna forza meccanica alla mola. Questo previene eventuali rotture dei grani e danni al profilo. Le aziende ottengono così mole robuste caratterizzate da una topografia a superficie aperta con grani abrasivi sporgenti. Questo consente loro di rimuovere fino al 280% di materiale in più con una velocità quadruplicata rispetto alle soluzioni convenzionali per garantire agli utenti il massimo in termini di efficienza, spese in conto capitale e redditività. 

Inoltre, le mole sono affilate fin da subito, eliminando i tempi iniziali di rodaggio e gli scarti. Infine, lo spazio scarica-truciolo aperto previene le bruciature di rettifica e riduce notevolmente le sollecitazioni meccaniche e termiche, estendendo notevolmente la vita utile della mola. 

Mario Minichetti (ONA Elettroerosione)

Quando in ONA ci siamo chiesti quali sono le più urgenti esigenze di sviluppo tecnologico da parte degli stampisti, abbiamo individuato una serie di richieste da cui è nato una sorta di mantra coinvolgente a tutti i livelli aziendali: “Connetti/Simula/Vinci”. Un’esperienza unica di connettività che migliora l’utilizzo dell’elettroerosione. 

Poter visualizzare il processo di lavorazione prima dell’esecuzione del programma, per essere in grado di simulare la realtà, realizzare modifiche in modo tattile, oltre a modificare sequenze velocemente e con precisione. 

Essenzialmente, la rivoluzione dell’elettroerosione, realizzata per ottenere maggiori profitti e risultati di successo al 100%. Così è nata la nuova serie di macchine a tuffo ONA IRIS. ONA IRIS offre un’integrazione senza precedenti di strumenti digitali orientati all’utente, per rendere i progetti più semplici da gestire. I suoi strumenti includono miglioramenti in termini di trasmissione e download di dati, connessioni esterne, sicurezza, integrazione con altri software e gestione di processi in remoto. 

Sergio Nava (R.F. Celada)

Oltre alla comprovata efficacia dei motori lineari e all’abbondante utilizzo della ceramica, che ormai da anni contraddistinguono tutti i prodotti Sodick, la principale innovazione che viene ora proposta sul mercato riguarda l’erosione a filo della serie ALC e consiste nella rotazione elicoidale del filo (I-groove). La funzione, brevetto esclusivo Sodick, consente di migliorare notevolmente sia la geometria del pezzo che la rugosità superficiale riducendo le passate di finitura, nonché un notevole risparmio di filo. Tali benefit derivano dal contatto tra la porzione di filo “sempre nuova” e il materiale da lavorare, rendendone la superficie più uniforme ed eliminando il problema della riduzione del diametro del filo stesso dovuto ad usura che, nelle macchine convenzionali, determina un tipico errore geometrico di forma. 

Le tematiche legate all’ambiente e al risparmio energetico sono sempre più sentite a livello industriale. Quali sono le azioni intraprese dalla sua azienda in quest’ambito?

Gino Trevisan (Fanuc Italia)

Quello del risparmio energetico e del rispetto dell’ambiente sono tematiche da sempre care a Fanuc. Con i costi dell’energia in aumento e le normative sempre più stringenti in termini di impatto ambientale, è importante fornire ai clienti soluzioni che li supportino nel perseguimento di una crescita green. Le funzioni AI integrate nel controllo della macchina consentono di effettuare lavorazioni più precise e più rapide con meno scarto, e con minor necessità di rilavorare il pezzo, con notevoli vantaggi in termini di efficientamento energetico. Il sistema di ri-immissione in circolo dell’energia è controllato da sofisticati algoritmi di AI che rilevano quanta energia la macchina ha consumato e quanta ne è stata rigenerata, in modo che i consumi siano trasparenti. ROBOCUT è in grado di funzionare a lungo non presidiata, grazie all’affidabile alimentazione automatica del filo AWF3, che può recuperare automaticamente l’infilaggio anche quando un filo viene accidentalmente tagliato e scollegato. Il funzionamento stabile della macchina durante la notte disperde i picchi di utilizzo dell’energia e riduce il consumo energetico. Inoltre, il nuovo controllo delle scariche iPulse3 riduce il tempo di lavorazione di circa il 10% rispetto a quello con controllo convenzionale. Il tempo di lavorazione ridotto riduce il consumo di energia. 

Giovanni Rimoldi (GF Machining Solutions Italia)

GF è una società industriale diversificata e attiva a livello globale. Rispetta pienamente tutte le leggi e i regolamenti pertinenti nelle giurisdizioni delle sue operazioni e sostiene tutti gli standard internazionali pertinenti. La condotta e la strategia aziendale di GF si fondano sui suoi valori. L’organizzazione vede la trasparenza finanziaria, la comunicazione aperta, la responsabilità sociale come datore di lavoro e le azioni ispirate dalla consapevolezza ambientale come parte della propria responsabilità aziendale. Nelle sue attività quotidiane, GF ha due priorità generali: i suoi clienti e i suoi dipendenti. GF vuole offrire ai propri clienti la migliore qualità e il massimo valore aggiunto rimanendo all’avanguardia nello sviluppo del prodotto. Il processo di innovazione include valutazioni sul ciclo di vita del prodotto, che aiutano a fornire i dettagli per lo sviluppo di soluzioni nuove, sostenibili e innovative. Le materie prime utilizzate per i prodotti GF provengono da fonti responsabili. GF è orgogliosa della sua lunga storia e reputazione; investiamo continuamente nella modernizzazione dei siti di produzione, nelle strutture degli uffici e nel parco veicoli, con una visione a lungo termine per migliorare l’efficienza e ridurre ulteriormente il proprio impatto ambientale. I prodotti e le soluzioni di GF sono realizzati sulla base di sane pratiche di gestione ambientale. Le sfide ambientali del cambiamento climatico e della scarsità di risorse richiedono a GF di diventare più efficiente e di dissociare il consumo di risorse dalla crescita aziendale. In particolare, GF mira all’interno della sua Strategia 2025 a ridurre le emissioni di gas serra (GHG) in linea con l’Accordo di Parigi e l’iniziativa Science-Based Targets (SBTi), ridurre i rifiuti inviati in discarica, ridurre il consumo di acqua e condurre valutazioni di sostenibilità della propria catena di approvvigionamento. Le responsabilità sociali di GF si estendono ben oltre le proprie attività commerciali: affrontano una vasta gamma di questioni di sostenibilità all’interno della catena del valore dell’azienda. In GF, siamo sempre alla ricerca di nuove collaborazioni per trovare soluzioni comuni per affrontare le sfide della sostenibilità. Per maggiori e più interessanti dettagli è possibile consultare la sezione del sito web di GF dedicata a questo tema.

Matthias Wilke (Makino Europe)

Le macchine ad elettroerosione consumano la maggior parte della loro energia per pompare costantemente il dielettrico attraverso i filtri e per lavare la zona di lavorazione. Solo il 15% del consumo viene assorbito dal generatore. Raddoppiando la velocità di lavorazione e la potenza del generatore, possiamo ottenere un risparmio energetico di oltre il 40%. Questo in funzione del fatto che il tempo di lavorazione viene dimezzato. E, come già detto, questo si ottiene con la stessa quantità di filo. 

Mario Minichetti (ONA Elettroerosione)

Per lo sviluppo dei propri prodotti, ONA da sempre adotta politiche di massima attenzione alla riduzione dell’impatto ecologico ed al risparmio energetico. I generatori più efficienti permettono di ottenere una maggiore produttività e la loro efficienza energetica ne migliora il rendimento. Con il filtro di lunga durata, sono tutti vantaggi. In ONA, puntiamo sul riciclaggio e sull’ottima separazione di residui. Qualità di filtraggio superiore. Risparmio economico. Eliminazione di cartucce filtranti consumabili. Sistema autopulente che permette un funzionamento continuo della macchina, senza fermate, massimizzando il rendimento. Tutte le macchine ONA si caratterizzano per il loro design compatto che permette il miglior sfruttamento dello spazio in piano. Pensiamo a un risparmio in trasporto e in imballaggi, con una minore emissione di CO₂ nella sua costruzione e nel suo ciclo di vita. 

Sergio Nava (R.F. Celada)

Sodick sta lavorando attivamente per creare prodotti che rispettino l’ambiente, in primo luogo utilizzando pannelli solari per alimentare gli impianti produttivi. Diversi sforzi sono stati fatti per ridurre gli sprechi offrendo prodotti ecologici o riciclabili come lo Tsubame Wire e l’Eco-Ion R, contenitore resine che ne consente la rigenerazione e il riciclo. Lo stesso brevetto di rotazione assiale filo ne consente un risparmio di circa il 30% rispetto alle macchine convenzionali.