Secondo i 17 obiettivi globali di sviluppo sostenibile stabiliti dalle Nazioni Unite (ONU), i produttori non devono solo ottimizzare l’uso dell’energia, ma anche ridurre al minimo il loro impatto sull’ambiente.Sebbene la responsabilità sociale sia importante per l'azienda, Sandvik Coromant stima che i produttori sprechino tra il 10 e il 30% del materiale durante la lavorazione, con un'efficienza di lavorazione tipica inferiore al 50%, comprese le fasi di progettazione, pianificazione e taglio.
Allora cosa possono fare i produttori?Gli obiettivi delle Nazioni Unite raccomandano due percorsi principali, tenendo conto di fattori quali la crescita della popolazione, le risorse limitate e un’economia lineare.Innanzitutto, utilizzare la tecnologia per risolvere questi problemi.I concetti dell’Industria 4.0 come i sistemi cyber-fisici, i big data o l’Internet delle cose (IoT) sono spesso citati come la via da seguire per i produttori che cercano di ridurre gli sprechi.Tuttavia, ciò non tiene conto del fatto che la maggior parte dei produttori non ha ancora implementato le moderne macchine utensili con funzionalità digitali nelle proprie operazioni di tornitura dell’acciaio.
La maggior parte dei produttori riconosce quanto sia importante la scelta della qualità dell'inserto per l'efficienza e la produttività della tornitura dell'acciaio e come influenzi la produttività complessiva e la durata dell'utensile.Tuttavia, molte persone non colgono il trucco non considerando l’intero concetto dello strumento.Tutto, dalle lame e impugnature avanzate alle soluzioni digitali facili da usare.Ciascuno di questi fattori può contribuire a rendere l’acciaio più ecologico riducendo il consumo di energia e minimizzando gli sprechi.
I produttori devono affrontare molte sfide durante la tornitura dell'acciaio.Questi includono l'ottenimento di più trucioli per tagliente da una singola lama, l'aumento dei tassi di rimozione del metallo, la riduzione dei tempi di ciclo, l'ottimizzazione dei livelli di inventario e, naturalmente, la riduzione al minimo degli sprechi di materiale.E se ci fosse un modo per risolvere tutti questi problemi, ma in generale muoversi verso una maggiore sostenibilità?Un modo per ridurre il consumo energetico è rallentare la velocità di taglio.I produttori possono mantenere la produttività aumentando proporzionalmente le velocità di avanzamento e la profondità di taglio.Oltre al risparmio energetico, ciò aumenta la durata dell'utensile.Nella tornitura dell'acciaio, Sandvik Coromant ha riscontrato che un aumento del 25% della durata media dell'utensile, combinato con una produttività affidabile e prevedibile, riduce al minimo la perdita di materiale sul pezzo e sull'inserto.
La giusta scelta del materiale della lama può raggiungere questo obiettivo in una certa misura.Ecco perché Sandvik Coromant ha aggiunto al suo portafoglio due nuove qualità di metallo duro per tornitura, GC4415 e GC4425.GC4425 offre migliore resistenza all'usura, resistenza al calore e tenacità, mentre la qualità GC4415 è progettata per integrare GC4425 quando sono richieste prestazioni migliorate e resistenza alla temperatura più elevata.È importante notare che entrambi i gradi possono essere utilizzati con materiali resistenti come i gradi Inconel e ISO-P di acciaio inossidabile non legato, che sono particolarmente difficili e durevoli per le macchine.La giusta qualità può aiutare a lavorare più pezzi in volumi elevati e/o nella produzione in serie.
La qualità GC4425 mantiene un filo tagliente intatto per un'elevata sicurezza del processo.Poiché gli inserti possono lavorare più pezzi per tagliente, viene utilizzata meno carburo per lavorare lo stesso numero di pezzi.Inoltre, gli inserti con prestazioni costanti e prevedibili evitano danni al pezzo riducendo al minimo lo spreco di materiale del pezzo.Entrambi questi vantaggi riducono la quantità di rifiuti generati.
Inoltre, per i modelli GC4425 e GC4415, il substrato e il rivestimento dell'inserto sono stati appositamente progettati per resistere meglio alle alte temperature.Ciò riduce gli effetti che causano un'usura eccessiva, quindi il materiale mantiene molto bene il bordo a temperature più elevate.
Tuttavia, i produttori dovrebbero anche prendere in considerazione l’utilizzo di refrigerante sulle lame.Se un utensile viene utilizzato sia con un sottorefrigerante che con un sottorefrigerante, in alcune operazioni potrebbe essere utile disattivare il sottorefrigerante.La funzione principale di un fluido da taglio è quella di rimuovere i trucioli, raffreddare e lubrificare tra l'utensile e il materiale del pezzo.Se applicato correttamente, massimizza la produttività, migliora la sicurezza del processo e migliora le prestazioni degli utensili e la qualità delle parti.Anche l'utilizzo di un supporto con refrigerante interno prolungherà la durata della taglierina.
Sia GC4425 che GC4415 sono dotati di uno strato Inveio® di seconda generazione, un rivestimento in allumina testurizzata CVD (Al2O3) appositamente progettato per la lavorazione.La ricerca Inveio a livello microscopico ha dimostrato che la superficie del materiale è caratterizzata da un orientamento unidirezionale dei cristalli.Inoltre, l'orientamento dei cristalli del rivestimento Inveio di seconda generazione è stato notevolmente migliorato.Ancora più importante di prima, ciascun cristallo nel rivestimento di allumina è allineato nella stessa direzione, creando una forte barriera verso la zona di taglio.
Inveio garantisce un'elevata resistenza all'usura e una lunga durata dell'inserto.Naturalmente, strumenti più potenti sono utili per ridurre il costo delle parti.Inoltre, la matrice di carburo cementato del materiale contiene un'elevata percentuale di carburo riciclato, rendendolo uno dei gradi più rispettosi dell'ambiente.Per testare queste affermazioni, i clienti Sandvik Coromant hanno condotto test prevendita sulla GC4425.Una società di ingegneria generale ha utilizzato nei suoi rulli pressori sia una lama della concorrenza che una lama GC4425.La qualità ISO-P fornisce lavorazione assiale esterna continua e semifinitura ad una velocità di taglio (vc) di 200 m/min, una velocità di avanzamento di 0,4 mm/giro (fn) e una profondità (ap) di 4 mm.
I produttori solitamente misurano la durata dell'utensile in base al numero di parti lavorate (pezzi).Le qualità della concorrenza possono tagliare 12 parti prima dell'usura per deformazione plastica, mentre gli inserti Sandvik Coromant possono tagliare 18 parti, aumentando la durata dell'utensile del 50% e garantendo un'usura costante e prevedibile.Questo caso di studio mostra i vantaggi che si possono ottenere combinando i giusti elementi di lavorazione e come i consigli sugli utensili preferiti e i dati di taglio di un partner fidato come Sandvik Coromant possono contribuire a garantire la sicurezza del processo e ridurre i tempi di ricerca persi.lo strumento giusto.Anche strumenti online come la CoroPlus® Tool Guide si sono rivelati molto apprezzati nell'aiutare i produttori a valutare gli inserti e le qualità di tornitura più adatti alle loro esigenze.
Per assistere nel monitoraggio del processo stesso, Sandvik Coromant ha anche sviluppato il software di controllo del processo CoroPlus® che monitora la lavorazione in tempo reale e interviene secondo protocolli programmati quando si verificano problemi specifici, come l'arresto della macchina o la sostituzione di utensili da taglio usurati.Questo ci porta alla seconda raccomandazione delle Nazioni Unite per strumenti più sostenibili: passare a un’economia circolare, trattando i rifiuti come materia prima e reinvestindoli in cicli neutrali rispetto alle risorse.Sta diventando sempre più chiaro che l’economia circolare è rispettosa dell’ambiente e redditizia per i produttori.
Ciò include il riciclaggio degli utensili in metallo duro integrale: dopotutto, tutti traggono vantaggio dal fatto che gli utensili usurati non finiscono in discariche e discariche.Sia GC4415 che GC4425 contengono quantità significative di carburi recuperati.La produzione di nuovi utensili da metallo duro riciclato richiede il 70% di energia in meno rispetto alla produzione di nuovi utensili da materiali vergini, il che si traduce anche in una riduzione del 40% delle emissioni di CO2.Inoltre, il programma di riciclaggio del metallo duro di Sandvik Coromant è disponibile per tutti i nostri clienti in tutto il mondo.L'azienda riacquista dai clienti lame e coltelli rotondi usurati, indipendentemente dalla loro provenienza.Ciò è effettivamente necessario data la scarsità e la limitatezza delle materie prime nel lungo periodo.Ad esempio, le riserve stimate di tungsteno ammontano a circa 7 milioni di tonnellate, che dureranno circa 100 anni.Il programma di ritiro di Sandvik Coromant è riciclabile all'80% attraverso il programma di riacquisto del metallo duro.
Nonostante l’attuale incertezza del mercato, i produttori non possono dimenticare i loro altri obblighi, inclusa la responsabilità sociale delle imprese.Fortunatamente, implementando nuovi metodi di lavorazione e inserti in metallo duro adeguati, i produttori possono aumentare la sostenibilità senza sacrificare la sicurezza del processo e rispondere in modo più efficace alle sfide che il COVID-19 ha portato sul mercato.
Rolf è Product Manager presso Sandvik Coromant.Esperienza nello sviluppo e gestione di prodotti nel campo dei materiali da taglio.È a capo di progetti per lo sviluppo di nuove leghe per varie tipologie di clienti, ad esempio nel settore aerospaziale, automobilistico e dell'ingegneria generale.
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Orario di pubblicazione: 18 agosto 2023