Meno tempo e più precisione e qualità

Mikron Tool SA Agno propone una soluzione “chiavi in mano” (composta da una punta e da una fresa CrazyDrill e CrazyMill Hexalobe e da strategie di lavorazione mirate) che rende la produzione delle viti a cava esalobata più veloce, oltre che assicurare profili precisi e assenza di bave.

di Francesca Fiore

Ogni anno vengono prodotte circa 900 milioni di viti medicali, con un trend in netta crescita. In questo ambito, è evidente che ogni secondo risparmiato nella produzione conta. La maggior parte di queste viti sono prodotte su torni, sul mandrino principale viene realizzato il filetto mentre sul contro-mandrino la testa Torx®. Tale processo risulta però spesso il più lento ed è quello che poi ha ripercussioni sul tempo di ciclo. Con il programma di utensili Hexalobe, Mikron Tool propone una soluzione “chiavi in mano”, un pacchetto che comprende sia la fornitura di utensili sia la fornitura della migliore strategia di lavoro e i parametri più idonei.

Titanio oppure Inox?
I materiali più utilizzati per realizzare le viti medicali (si parla di una percentuale di circa il 90%) sono il titanio e l’acciaio inossidabile. Questi però hanno un comportamento molto diverso una volta lavorati, che rende dunque necessario considerare in maniera separata gli utensili e la strategia da adottare a secondo del materiale prescelto.
In modo particolare il titanio, con il suo elevato grado di elasticità, richiede un’alta forza di taglio che, a sua volta, comporta un carico elevato per i taglienti. Anche durante il processo di lavorazione bisogna considerare in modo distinto i due materiali. Se nella fresatura del titanio è possibile lavorare sia con interpolazione elicoidale sia con fresatura laterale, Mikron Tool raccomanda l’utilizzo esclusivo della fresatura laterale per gli acciai inossidabili, benché questo tipo di processo richieda generalmente un tempo superiore.

L’importanza di adottare la giusta strategia
Oltre a una scelta oculata degli utensili, è necessario sviluppare una corretta strategia da adottare sin dall’inizio perché la definizione degli utensili dipende molto dal modo in cui vanno utilizzati. Per la messa a punto dei propri utensili, gli ingegneri di Mikron Tool SA Agno hanno inizialmente vagliato diverse strategie. La più efficiente si è rivelata essere quella che richiede un minimo di utensili diversi: foratura a gradino, fresatura delle forme esalobate, sbavatura finale. Mettere in atto altre strategie, come ad esempio la preforatura dei diametri esterni e del centro – la fresatura come finitura – e successivamente la sbavatura risultava problematico, soprattutto nel caso del titanio dove l’utilizzo delle micro-punte non garantiva la sicurezza di processo.
Nel caso si scegliesse di adottare il processo di fresatura (l’operazione che richiede più tempo) può essere eseguito tramite un’interpolazione elicoidale (con una pendenza massima di 0,8 x D) o una fresatura laterale (con un incremento di passo massimo di 0,5 x D). Ogni fase ha però i suoi pro e contro: l’interpolazione richiede poca forza laterale (Fx) perché nello stesso tempo agisce anche una forza verticale (Fz). Poiché bisogna fare i conti con un carico più alto agli angoli dei taglienti, questi ultimi sono stati rinforzati geometricamente. Tale processo è generalmente più fluido e anche più veloce. Con la fresatura laterale è possibile raggiungere elevata profondità in diversi passaggi, perché si lavora soltanto su due assi. L’avanzamento radiale resta invariato durante tutto il processo. In questo caso, però, il carico radiale della fresa è più elevato.

Da quattro a due
Le quattro operazioni (foratura – smussatura – fresatura – sbavatura) sono realizzabili in tre passi con due utensili. La punta combinata realizza prima il foro centrale e poi uno smusso di 120°, assicurando una qualità superficiale elevata (Ra 0,2 µm, Rz 0,8 µm). Dopo aver fresato la forma definitiva (con un unico utensile), con la stessa punta è possibile conseguire superfici di qualità e senza bave.
Per poter realizzare diversi tipi di viti con varie profondità di cave è disponibile una fresa a tre o quattro denti (a secondo del diametro) in due lunghezze standard. L’elevata rigidità che caratterizza questo tipo di utensile garantisce forti avanzamenti assiali e radiali, assicurando allo stesso tempo profili di precisione.
Alta qualità superficiale è garantita anche dalla geometria speciale e dalla capacità di lavorare con un avanzamento assiale elevato che richiede pochi passaggi.

Una grande attenzione verso la qualità
Oltre a garantire processi di lavorazione efficaci, sinonimo di tempi di lavorazione ridotti e lunga durata degli utensili, altresì importante è riuscire a garantire la qualità.
Le tolleranze sono molto strette e da rispettare in modo assoluto così da ottenere profili precisi e la giusta perpendicolarità della parete della cava esalobata dalla prima all’ultima vite.
“Non c’è una procedura ideale per tutti i casi” sottolinea il responsabile dello sviluppo di Mikron Tool Alberto Gotti. “Anche se il nostro programma fornisce il massimo supporto all’utente con una combinazione di utensili e indicazioni sulla strategia e sui parametri da adottare, ognuno deve saper trovare il “proprio” equilibrio tra una lavorazione efficiente e una ad alta precisione e qualità”.
Le prime lavorazioni eseguite con i nuovi utensili CrazyDrill e CrazyMill Hexalobe utilizzando un tornio Sprint 32/8 di DMG MORI hanno dimostrato come il tempo ciclo possa ridursi fino al 50 – 60%, garantendo un alto grado di avanzamento (0,03 mm/giri per dente) e una qualità superficiale elevata (Ra = 0,2 µm).