Nel campo della tornitura, foratura, fresatura siamo impegnati in indagini sperimentali e simulative di processi di lavorazione classici con taglienti definiti. L'attenzione si concentra sull'interazione tra pezzo e utensile, cioè sull'influenza dei materiali, compreso il rivestimento dell'utensile, il lubrificante di raffreddamento e la sua alimentazione, nonché la geometria dell'utensile e i dati di taglio. Per la simulazione vengono utilizzati noti strumenti FE come Ansys e Abakus, ma vengono anche studiati nuovi metodi basati sulle particelle. La valutazione del processo si basa sulle forze, sulla superficie del pezzo, sulla precisione dimensionale e sull'usura dell'utensile. L'attenzione è rivolta ai materiali difficili da lavorare.
Tornitura
Il processo di tornitura, in particolare il taglio ortogonale, costituisce normalmente la base per caratterizzare le proprietà di taglio specifiche dei materiali del pezzo. Di conseguenza, è stato costruito un banco prova basato su un tornio a controllo numerico, dotato di misurazione della forza, sensore di emissione acustica e pirometri, in modo da poter misurare la lunghezza, compressione e temperatura del truciolo. Inoltre, è disponibile un tribometro 'in-process' che permette di misurare il coefficiente di attrito tra un perno sferico e la superficie del pezzo di nuova generazione in condizioni di temperatura del processo e di raffreddamento del lubrificante.
Foratura
L'operazione di lavorazione più comune è la foratura. Particolari esigenze interne su cui lavoriamo sono la foratura di materiali fibrorinforzati a matrice polimerica, in parte in compositi sandwich con materiali metallici in alluminio o titanio e la foratura di materiali ceramici ad elevata durezza. Nel caso di materiali rinforzati con fibre di carbonio, le punte elicoidali in carburo di tungsteno rivestite in diamante e la messa a punto della geometria hanno migliorato notevolmente la durata di vita di tali utensili. Nel caso di materiali ceramici duri, nuove soluzioni sono state trovate grazie alla fresatura circolare con utensili in PCD, dove questi taglienti in PCD sono stati dotati di geometrie specifiche con l'ausilio di laser a impulsi ultracorti in collaborazione con il nostro gruppo laser.
Fresatura
A differenza della tornitura e della foratura, il carico sul singolo tagliente durante una rotazione dell'utensile varia notevolmente durante la fresatura. Il tagliente esegue un taglio interrotto, che si traduce in un forte carico meccanico dinamico sul sistema "macchina - utensile - pezzo". Pertanto, l'area di ricerca principale è l'indagine della stabilità durante il processo.
L'attenzione è focalizzata sul rilevamento del chatter e le rispettive contromisure. A tal fine, processo e macchina utensile vengono modellati e analizzati con tecniche moderne elaborazione dei dati (intelligenza artificiale e reti neurali) per estrarre informazioni sulla stabilità del processo dai dati di misura e controllo online della macchina utensile.
Fly Cutting
Il "Fly cutting" è importante per le lavorazioni di precisione ed ultraprecisione, dove un solo tagliente, solitamente monocristallino, lascia una superficie estremamente precisa e riflettente. Rilevanti sono anche il taglio ad alta velocità (High Speed Cutting - HSC), in cui la lavorazione avviene ad una velocità di taglio circa 10 volte superiore a quella dei processi convenzionali, il taglio ad alte prestazioni (High Performance Cutting - HPC), in cui sono di primaria importanza le elevate asportazioni di materiale, ed il taglio ad alta velocità di avanzamento (High Feed Cutting - HFC), in cui sono importanti le elevate velocità di avanzamento a basse profondità di taglio assiale. Le tecnologie HSC consentono inoltre di lavorare materiali duri con taglienti definiti.
Fly cutting test