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33– Sistemi di lavorazione ibridi e aspetti economici - Coggle Diagram

- - - - • Sfruttano i vantaggi offerti da ciascun processo
      - • Obiettivi:
        
        • aumentare produttività
        
        • migliorare l’efficienza delle operazioni
        
        • gestire gamma più ampia di materiali
  - - - • solo uno dei processi rimuove direttamente il materiale, mentre l'altro processo aiuta solo nella rimozione del materiale (effetti positivi sulle condizioni di lavorazione)
        
        Processi di tipo assistito
        
        • processo di lavorazione principale (tornitura, fresatura, foratura ...) è definito come il processo primario
        
        • processo secondario fornisce solo assistenza, utilizzando sia fluido con particelle, calore, vibrazioni ad alta frequenza, abrasivi o campo magnetico
        
        o Processi ibridi puri
        
        • sono presenti diversi meccanismi (provenienti dai diversi processi) o anche nuovi meccanismi
        
        • presenti due o più processi, che dovrebbero verificarsi più o meno contemporaneamente
        
        • contiene processi in cui si verifica una combinazione controllata di effetti che
        convenzionalmente sarebbero causati da processi separati
        
        Processi ibridi assistiti
        
        • Classe di processi ibridi assistiti è quella più diffusa
        
        • A seconda della fase di lavorazione principale coinvolta nella rimozione del materiale, la lavorazione ibrida assistita può essere classificata (più comuni) in: :
        
        • processi chimici ed elettrochimici ibridi
        
        • lavorazione termica ibrida
    - - • tutti i processi costitutivi sono direttamente coinvolti nella rimozione dei
        materiali
        
        Processi chimici ed elettrochimici ibridi
        
        • Fase principale di rimozione dei materiali è chimica (CM) o elettrochimica
        
        (ECM) assistita da:
        
        • riscaldamento locale come in elettrochimica assistita da laser (ECML)
        
        • azione di abrasione meccanica in rettifica elettrochimica (ECG) azione meccanica aiuta la dissoluzione anodica rimuovendo sottili strati di ossidi e altri composti sulla superficie - dissoluzione e levigazione più intensivi
        
        • azione ultrasuoni (USMEC) impiega un componente USM con ECM - onde ultrasoniche generano cavitazioni che migliorano l'ECM ricircolo degli elettroliti e rimozione del materiale dalla superficie
        
        Lavorazione termica ibrida
        
        • Meccanismo principale di rimozione del materiale è termico assistito da:
        
        • fase ECD
        
        • azione abrasivi
        
        • vibrazione ultrasonica (US)
        
        • Genera una famiglia di processi di doppia azione
        
        • La lavorazione ibrida triplex è anche realizzabile combinando:
        
        • fase di elettroerosione, azione elettrochimica e azione abrasiva
        
        • tale combinazione migliora il tasso di rimozione del materiale e la qualità della superficie
- - - - • Pezzo di lavoro troppo snello e flessibile, difficile da bloccare
      - • Forma troppo complessa della parte, foro lungo e piccolo
      - • Requisiti speciali di tolleranza superficiale e dimensionale
      - • La possibilità di lavorare laddove altri processi non arrivano ne ha aiutato lo sviluppo
      - • Materiale di lavoro troppo fragile, vetro, ceramica, leghe trattate termicamente
      - • Esistono però anche per questi delle limitazioni dovute alla tecnologia impiegata
      - • Forza e durezza del pezzo molto alta, >400HB
      - • Limitazioni devono tradursi in opportune modifiche progettuali qualora si considerino specifiche tecnologie «advanced» come:
        
        • ultrasuoni
        
        • chimiche ed elettrochimiche
        
        • elettroerosione
        
        • laser e fascio elettroni
        
        • getti di acqua, acqua e abrasivo o abrasivo
    - - • Lavorazioni con ultrasuoni:
        
        • considerare che i fori sono caratterizzati da conicità dovuta a collisione tra particelle di abrasivo e pareti verticali
        
        • si devono evitare profili e geometrie con raggi di raccordo stretti
        
        • nel caso di materiali fragili e fori passanti prevedere una piastra di appoggio per limitare distacco frammenti
      - • Lavorazioni chimiche:
        
        • attacco chimico agisce in modo continuo su tutte le superfici (evitare spigoli, cavità strette e profonde, materiali porosi)
        
        • si ottengono sempre dei sottosquadri (undercut) che devono essere considerati
        
        • per migliorare produttività lavorazione chimica dovrebbe essere ultimo step senza formatura eccessiva
      - • Lavorazioni elettrochimiche:
        
        • non adatta a produzione di bordi netti o superfici piane
        
        • accuratezza dimensionale può essere limitata laddove il flusso dell’elettrolita è problematico
        
        • specifiche geometriche devono consentire piccola conicità (fori e cavità)
        
        • rettifica elettrochimica (ECG):
        
        • superfici piane larghezza mola > larghezza superficie
      - • Elettroerosione:
        
        • pezzi dovrebbero richiedere geometrie elettrodi facili da realizzare (costo contenuto)
        
        • evitare scanalature strette e profonde
        
        • limitare finitura richiesta
        
        • massima produttività lavorando convenzionalmente il maggior parte
        
        • Lavorazioni laser e fascio elettronico:
      - • Lavorazioni laser e fascio elettronico:
        
        • evitare spigoli e spessori elevati
        
        • favorire superfici opache per le lavorazioni (riflettività)
        
        • considerare effetti termici e z.t.a.
        
        • per fascio elettronico considerare dimensioni camera da vuoto o pensare a separare il pezzo a seconda delle lavorazioni
      - • Lavorazioni a getto acqua-abrasivo e abrasivo:
        
        • considerare il taper delle pareti verticali funzione dello spessore e del getto
        
        • considerare le rastremazioni
        
        • considerare la possibilità di particelle inglobate sulle superfici (AJM)
- - - - • Alcune sono operazioni di finitura che incrementano i costi del prodotto
      - • Hanno bassi MRR e quindi sono necessarie più lavorazioni sul pezzo che ne incrementano il costo
      - • Rimangono elevati i costi d’investimento legati ad impianti, attrezzature, utensili e smaltimento
    - - • Alto costo delle attrezzature, che in genere include il CNC
      - • Possono utilizzare utensili duri, utensili morbidi o entrambi (minore usura,maggior costo iniziale)
      - • Possono essere utilizzati con materiali difficili, scelta deve essere collegata a lavorabilità (costo aggiuntivo con altre tecnologie)
      - • Alcune di esse producono finiture non sufficienti e conseguenti ulteriori operazioni
      - • In genere richiede operatori altamente qualificati
    - - • Oltre ai costi comuni a tutte legati ad attrezzature specifiche in genere
        ognuna ha dei costi specifici:
        
        • Costi legati ai reagenti, alle maschere, allo smaltimento e alla pulizia dei pezzi
        
        • Lavorazioni elettrochimiche
        
        • Costi legati alla lavorazione elettrodi, a elettrolita, allo smaltimento
        
        • Elettroerosione
        
        • Costi legati produzione e sostituzione elettrodi, rilavorazioni (eliminazione layer rifuso, contaminazioni elettrodo)
        
        • Lavorazioni chimiche
        
        • Laser e fascio elettroni
        
        • costi principalmente legati a investimenti iniziali giustificabili da produttività o qualità richieste molto elevate, costi legati anche a rilavorazioni (z.t.a.)
        
        • Costi legati a sostituzioni ugelli, abrasivi e rilavorazioni (accuratezza e pulizia)
        
        • Lavorazioni a ultrasuoni
        
        • Costi legati ad utensile (finitura) e usura (sostituzione), costo abrasivi
        
        • Lavorazioni a getto d’acqua
        
        • Costi legati ad impianto inziale inferiori ad altri
        
        • Non ha costi legati a smaltimento o rilavorazioni da presenza di alterazioni termiche
        
        • Costi legati ad attrezzature tra i più bassi, non ci sono particolari costi di smaltimento
        
        • Lavorazioni a getto di abrasivo
    - - • produttività
      - • costi attrezzature, macchinari
      - • livello di competenza richiesto
      - • aspetti tecnologici legati alle capacità dei processi