La produttività diventa intelligente con la microlavorazione laser

In occasione di BI-MU 2018 GF Machining Solutions ha presentato il suo portafoglio completo di soluzioni per lavorazioni meccaniche a elevata produttività e precisione e per l’automazione della produzione in chiave 4.0.

Nel suo stand, ha, infatti, mostrato la flessibilità e le prestazioni eccellenti delle sue macchine a vantaggio dei clienti che operano in settori altamente competitivi come l’automotive e dove sia richiesta la massima precisione come l’aerospace e il medicale/dentale. Pensando alle soluzioni basate sulla tecnologia laser, GF Machining Solutions ha, in particolar modo, “mostrato i muscoli” proponendo Microlution, ovvero la nuova generazione di soluzioni per la microlavorazione laser considerata dall’azienda, al pari dell’additive manufacturing, una tra le più innovative e strategiche tecniche di produzione.

di Fabrizio Garnero

I produttori di tutto il mondo cercano di incrementare la loro quota di mercato rispetto alla concorrenza. In questo contesto, stanno prendendo sempre più piede nuove tecniche di produzione che aiutano i produttori nel raggiungimento di questo obiettivo. Tra queste, le tecnologie di microlavorazione laser avanzate Microlution di GF Machining Solutions aiutano i produttori a ottenere la qualità più alta richiesta dagli utenti; il tutto più velocemente, in modo più pulito e, in definitiva, a un costo inferiore rispetto alle soluzioni tradizionali.
In un contesto caratterizzato dal fenomeno del “reshoring”, in virtù del quale i produttori con sede negli Stati Uniti stanno ritrasferendo in patria la produzione a causa del crescente costo della manodopera in Asia, dalle richieste di una qualità più elevata, dalle sfide aperte dai nuovi materiali e da tecnologie produttive tradizionali che si rivelano limitate, i produttori di tutto il mondo stanno sfruttando nuove soluzioni nel tentativo di continuare a essere competitivi. Le soluzioni produttive del ventunesimo secolo come le tecnologie di microlavorazione avanzate Microlution coniugano un software high-tech, ingegneria meccanica, automazione e modelli tridimensionali sviluppati tramite CAD al fine di promuovere la realizzazione altamente precisa, efficiente e produttiva di prodotti per un’ampia gamma di settori industriali.

Le nuove sfide produttive: dagli iniettori agli stent
Nel campo della produzione di precisione, i materiali stanno evolvendo; materiali fragili, i metalli ultraduri, i polimeri e altri materiali complessi e impegnativi stanno prendendo sempre più piede. È quindi più che probabile che l’importanza di questi materiali continuerà a crescere, facendo emergere al contempo i vantaggi offerti dai prodotti della futura generazione. Allo stesso tempo, i nuovi design dei prodotti, adatti a vari campi (dagli iniettori di carburante ai dispositivi medici), stanno diventando sempre più piccoli e complicati, con funzioni sempre più complesse che hanno lo scopo di raggiungere performance sempre più elevate. La realizzazione tramite laser a femtosecondi di microfori per gli iniettori di carburante è solo un esempio in questo senso. Questi microfori, piccoli e altamente precisi, hanno tutte le potenzialità per aumentare ancora di più le prestazioni di nebulizzazione degli iniettori e non possono essere realizzati con i metodi di lavorazione tradizionali. Un altro esempio è dato dai canali per microfluidi per i prodotti biotech e la ricerca, che vanno lavorati fino a raggiungere dimensioni adatte alla separazione delle molecole in diversi canali. Senza dimenticare la produzione di dispositivi medici come gli stent coronarici in polimero e metallo duro, che vanno lavorati in modo da garantire l’integrità strutturale in meno di 100 micron.

Velocità, pulizia e precisione … a costi più bassi
Le piattaforme di microlavorazione avanzate Microlution preannunciano l’arrivo di una nuova generazione di tecnologie di processo per soddisfare le esigenze di precisione dei produttori, permettendo così lo sviluppo di nuovi prodotti di elevata qualità per rispondere alle richieste dagli utenti finali. Il tutto più velocemente, in modo più pulito, con maggiore precisione e, in definitiva, a un costo inferiore rispetto alle tecnologie tradizionali.
“Le soluzioni Microlution sono già impiegate dai produttori in prima linea nello sviluppo di processi produttivi di futura generazione che hanno lo scopo di realizzare nuovi prodotti con maggiore efficienza” afferma Andrea Fritzsch, managing director presso GF Machining Solutions SpA. “Le soluzioni Microlution, più veloci e pulite delle generazioni precedenti, determinano una maggiore produzione grazie alla lavorazione più precisa e ripetibile. I laser ultraveloci rimuovono il materiale a livello di micron e creano prodotti finali in una singola fase senza fusione, bavatura e rimodellazione dello strato e senza post-lavorazione chimica. Tutto questo consente ai produttori di realizzare prodotti migliori a costi più bassi per pezzo e, al contempo, diventare più competitivi”.
“Le soluzioni laser di ultima generazione Microlution hanno una stabilità senza pari e rappresentano una nuova generazione di impianti che consentono la produzione di pezzi più piccoli in modo migliore e in tempi più rapidi” prosegue Fritzsch. Un dettaglio importante è dato dal centro di microlavorazione a femtosecondi multistazione MLDS Microlution, che offre mandrini ad alta velocità come una delle numerose configurazioni della macchina. Al contempo, la tecnologia a sensori integrata di Microlution rende possibile una produzione più efficiente. Le scale in vetro forniscono un feedback della posizione in tempo reale, mentre sistemi di misurazione ad alta precisione (ottici, tattili e basati su laser) misurano la precisione in loco. Inoltre, il software che si autocorregge migliora ulteriormente la produzione, riducendo al contempo il costo per pezzo”.
“Questi vantaggi che migliorano la precisione combinati con l’automazione di produzione rappresentano la base di efficienti microfabbriche in grado di lavorare pezzi 24 ore al giorno, 7 giorni su 7, con una precisione e ripetitività senza pari. I produttori possono fare quello che la concorrenza non è in grado di portare a termine. Così le soluzioni Microlution regalano un importante valore aggiunto.
Le tecnologie Microlution aiutano i produttori a raggiungere nuovi livelli di precisione per immettere sul mercato velocemente e con efficienza nuovi prodotti di alta qualità. Inoltre, aprono le porte a nuovi design industriali, impossibili da realizzare con le tecnologie tradizionali. Si tratta senza dubbio di uno straordinario vantaggio sulla concorrenza”.
Microlution ha fatto da pioniera, introducendo una linea completa di piattaforme di microlavorazione laser ottimizzate per la realizzazione altamente precisa di pezzi di piccole dimensioni. Le soluzioni laser comprendono la piattaforma a laser ultraveloce ML-5 e il centro di lavorazione laser a doppia stazione Microlution MLDS, configurabile anche come piattaforma ibrida con due mandrini per operazioni di fresatura.

Elevato livello di precisione, ripetitività e qualità
I produttori che utilizzano Microlution ML-5 riferiscono di aver raggiunto un elevato livello di precisione, ripetitività e qualità grazie alla costruzione della soluzione. La sua base in granito levigata con precisione con stadi di movimento montati direttamente garantisce un elevato grado di stabilità termica e inerziale, un basso rapporto massa in movimento/massa stazionaria, una superficie più piatta e una migliore perpendicolarità.
Inoltre, Microlution ML-5 offre uno straordinario feedback della posizione e un’elevata precisione, oltre a una ripetitività a livello di submicron grazie alla scala lineare estremamente accurata con precisione posizionale di 1 micron e una risoluzione di 10 nm. Il trasferimento del fascio ad alta precisione consente la massima accuratezza ed è ideale per la foratura laser di precisione, il taglio e le applicazioni legate alla microlavorazione. Con Microlution ML-5, i produttori possono lavorare pareti laterali diritte grazie a uno speciale programma di scansione 5D e alla regolazione degli angoli di attacco del fascio, che forzano il fascio laser dalla sua normale forma a clessidra. Si hanno così risultati precisi con pareti e bordi perpendicolari. Il peso della macchina regala rigidità, stabilità e durezza, mentre il basso rapporto ingombro/corsa aumenta ulteriormente la qualità del prodotto.