Fattori da considerare:
Proprietà dei materiali:Il materiale dell'utensile deve avere la durezza, tenacità e resistenza all'usura necessarie per resistere alle forze e alle temperature incontrate durante la lavorazione.
Costo:L'attrezzatura può rappresentare una spesa significativa, quindi il costo del materiale e la sua disponibilità sono considerazioni importanti.
Lavorabilità:Alcuni materiali sono più facili da lavorare rispetto ad altri, il che può influire sui tempi e sui costi di produzione.
Rivestimento:I rivestimenti degli utensili possono migliorare le prestazioni migliorando la resistenza all'usura, riducendo l'attrito e aumentando la durata dell'utensile.
Durata dell'utensile:Il materiale dovrebbe consentire una lunga durata dell'utensile per ridurre al minimo i tempi di fermo e i costi di sostituzione.
Applicazione:Il tipo di materiale da lavorare (acciaio, alluminio, plastica, ecc.) influenza la scelta del materiale dell'utensile.
Materiali degli strumenti comuni:
Acciaio ad alta velocità (HSS):Tradizionalmente utilizzato per un'ampia gamma di applicazioni grazie alla sua buona tenacità e resistenza all'usura. È adatto per utensili da taglio generici.
HSS contenente cobalto:Offre una migliore durezza rossa e resistenza all'usura rispetto all'HSS standard, rendendolo adatto a velocità di taglio più elevate e materiali più tenaci.
Carburo (carburo cementato):Conosciuto per la sua elevata durezza e resistenza all'usura, il metallo duro viene utilizzato per il taglio di materiali più duri e per una maggiore durata dell'utensile a velocità più elevate.
Ceramica:Gli utensili in ceramica sono molto duri e hanno un basso attrito, il che li rende ideali per la lavorazione ad alta velocità di alcuni materiali come ghisa e metalli non ferrosi.
Diamante:Gli utensili diamantati naturali o sintetici vengono utilizzati per la lavorazione di metalli non ferrosi e materiali non metallici grazie alla loro estrema durezza e resistenza all'usura.
Nitruro di boro cubico (CBN):Simile al diamante per durezza, il CBN viene utilizzato per la lavorazione dei metalli ferrosi, soprattutto ad alte velocità e per operazioni di sgrossatura.
Diamante Policristallino (PCD):Utilizzato per materiali non ferrosi e offre un buon equilibrio tra durezza e conduttività termica.
Nitruro di silicio (Si3N4):Un tipo di ceramica nota per la sua elevata resistenza alle alte temperature, che la rende adatta alla lavorazione ad alta velocità.
Processo di selezione:
Identificare il materiale del pezzo:Il tipo di materiale da lavorare è un fattore primario nella selezione del materiale dell'utensile.
Determinare l'operazione di lavorazione:Operazioni diverse (tornitura, fresatura, foratura, ecc.) possono richiedere materiali dell'utensile diversi.
Considerare le condizioni di taglio:Velocità, avanzamento e profondità di taglio possono influenzare la scelta del materiale dell'utensile.
Valutare la durata e le prestazioni dell'utensile:La durata prevista dell'utensile e il livello di prestazioni desiderato sono fondamentali nel processo di selezione.
Analisi costi benefici:Sebbene alcuni materiali offrano prestazioni superiori, potrebbero anche avere un prezzo più elevato. Un’analisi costi-benefici può aiutare a trovare il miglior equilibrio.
La selezione dei materiali per gli utensili è un processo complesso che richiede una profonda comprensione sia del processo di lavorazione che dei materiali coinvolti. Spesso si tratta di un processo iterativo che prevede test e ottimizzazione per ottenere i migliori risultati per un'applicazione specifica.
