La perfetta modellazione del titanio per il settore aeronautico

Mandelli Sistemi ha scelto di adottare per il suo centro di lavoro a cinque assi Spark 1300 TI, destinato alla lavorazione del titanio, gli azionamenti mandrino della società Redex. Il cambio a due velocità coassiale e integrato nel RAM, Redex RAMHit, garantisce alte prestazioni sia nella sgrossatura che nella finitura di parti strutturali di fusoliera e motore, così da soddisfare le particolari esigenze di un produttore di aeromobili.

di Sara Rota

Il titanio è una lega leggera ma altamente resistente che offre molteplici possibilità di utilizzo, in particolare nel settore aerospaziale. I pezzi finiti possono raggiungere un peso solo del 10-15% rispetto al grezzo iniziale con un tasso di rimozione del materiale (MRR) molto rilevante.
Sul pezzo forgiato, che ha forme più abbondanti rispetto a quello finito, è fondamentale una lavorazione con tolleranze molto ristrette per garantire, in termini assoluti, l’assenza di imperfezioni di qualsiasi genere che possono compromettere la resistenza a fatica di componenti essenziali dell’aeromobile. La lavorazione del titanio con un centro di lavoro tradizionale risulta piuttosto ostica; come accennato, questo materiale è molto tenace, resistente alle alte temperature e ai prodotti chimici aggressivi. Il titanio ha inoltre un elevato rapporto peso/resistenza e di conseguenza richiede una velocità di taglio relativamente lenta e una coppia elevata.

Trasferire una coppia elevata con un alto rapporto di trasmissione

Mandelli Sistemi ha maturato una vasta esperienza nella lavorazione di componenti aeronautici, comprese parti realizzate in titanio. Tuttavia, il progetto commissionato dal cliente finale era nuovo per l’azienda, poiché richiedeva per la prima volta la capacità di arrivare a una coppia di 2.500 Nm con tempi di produzione molto ridotti e tasso di asportazione del materiale (MRR) critico. Per soddisfare queste specifiche tecniche è stato progettato un nuovo mandrino. Mandelli era alla ricerca di un dispositivo per il mandrino in grado di trasferire una coppia elevata con un alto rapporto di trasmissione. La soluzione al problema è stata fornita da Redex con il sistema RAMHit, cambio coassiale a due velocità integrato nel RAM.
“L’efficacia con cui Spark 1300 di Mandelli modella il titanio è piuttosto rara a vedersi. Avere partecipato a questo impegnativo progetto e l’essere stati di supporto al cliente nello sviluppo di una delle parti più delicate della macchina, il RAM, è stato per noi di Redex motivo di orgoglio”, afferma Paolo Stefanoni, Direttore della filiale italiana del Gruppo Redex.

L’integrazione del cambio gamma Redex nel RAM della macchina fornisce un sistema di azionamento mandrino completo, leggero e soprattutto compatto, che permette un aumento sia della velocità lineare sia del grado di accelerazione dell’asse Z. Il cambio gamma coassiale RamHit a due velocità consente di sfruttare una coppia elevata (fino a 2.580 Nm) a basse velocità di rotazione, per effettuare lavorazioni di sgrossatura del titanio. Il sistema sviluppato da Redex consente inoltre di ottenere elevate velocità di rotazione (fino a 9.000 giri/min) per eseguire operazioni di finitura.

Bilanciamento dinamico degli elementi rotanti

RamHit è realizzato con un albero cavo particolarmente largo (30 mm) che facilita il passaggio di una barra idraulica e consente la lubrificazione ad alta pressione degli utensili stessi. Le vibrazioni e il rumore sono ridotti al minimo mediante un preciso bilanciamento dinamico degli elementi rotanti. La costruzione del riduttore RamHit si basa su un treno di ingranaggi epicicloidale; la sua gamma di rapporti va da 1 a 5.
“Il cambio gamma fornito da Redex è stato l’elemento chiave del progetto. Inizialmente, abbiamo lavorato con un prototipo, poi in tempi molto rapidi Mandelli ha acquisito l’ordine di sette macchine a premiare questo impegnativo e coraggioso progetto che è diventato un vero successo”, conclude Marco Colombi, Direttore Commerciale di Mandelli Sistemi.