Perché è necessario rettificare una superficie?
Quasi ogni prodotto richiede una finitura ottimale
Tracce di lavorazione derivanti dalla fresatura, difetti superficiali, linee di giunzione degli stampi o rugosità generali su componenti provenienti da tutto il settore manifatturiero – sia da produzioni convenzionali che da fabbricazioni additive (stampa 3D) –: tutti questi difetti derivanti dal processo precedente devono essere molto spesso livellati prima di procedere con l’ulteriore lavorazione di una superficie.
Ciò avviene tramite la rettifica, uno dei procedimenti di lavorazione per asportazione di truciolo più importanti nell’industria. Grazie a questo processo, è possibile migliorare le caratteristiche superficiali e influenzare i valori di rugosità .
Le superfici devono essere rettificate per motivi funzionali ed estetici, al fine di migliorarne le prestazioni. È il caso, ad esempio, della rettifica di rulli di cuscinetti, maniglie per porte o cerchi in alluminio, dove la superficie viene dapprima rettificata e successivamente lucidata per ottenere una finitura a specchio.
Cosa avviene durante la rettifica??
La rettifica è un processo di lavorazione per asportazione di truciolo in cui il materiale viene rimosso mediante un utensile abrasivo al fine di migliorare la forma, la dimensione e la superficie di un pezzo. Vengono utilizzati mezzi abrasivi per eseguire tagli molto fini.
È possibile rettificare principalmente metalli come acciai, alluminio, ottone o titanio, ma anche legno, materie plastiche, vetro, ceramica e pietra. La tecnica di rettifica varia in funzione delle proprietà del materiale e dell’obiettivo prefissato.
La tecnica di base della rettifica è molto antica ed è sempre stata utilizzata per la finitura delle superfici. Il modello naturale è rappresentato dai ciottoli levigati dall’acqua nel letto di un ruscello.
Rettifica convenzionale o finitura di massa?
Chiunque desideri sbavare, levigare o nobilitare tecnicamente pezzi di forma complessa si pone spesso la domanda: quale tipo di «rettifica» può essere utilizzato? La scelta dipende da diversi fattori, come l’aspetto superficiale desiderato, ma anche dal materiale, dalla geometria, dalle dimensioni e dalla quantità dei pezzi. La rettifica manuale o meccanica è particolarmente adatta per pezzi di forma «semplice», generalmente piani, o quando è necessario un intervento parziale mirato. Offre un’elevata precisione, ma è spesso associata a un maggiore impiego di personale, soprattutto se eseguita manualmente. La finitura di massa, invece, è un processo automatizzabile che presenta notevoli vantaggi economici, in particolare per le grandi serie. Consente una lavorazione uniforme anche su geometrie complesse – ideale per l’arrotondamento fine degli spigoli o l’eliminazione delle bave, fino all’ottenimento di una superficie di rettifica omogenea. Mediante l’utilizzo di mezzi di lavorazione adatti, è possibile raggiungere diversi obiettivi di finitura su pezzi vari, anche per leghe di alluminio e metalli non ferrosi.
Finitura di massa per immersione e per trascinamento – processi ad alte prestazioni per esigenze elevate
Tecnica di finitura di massa per trascinamento
Per rendere la finitura di massa interessante anche per le tecnologie avanzate, in particolare nei settori aeronautico, aerospaziale e delle tecnologie medicali, è stato necessario sviluppare tecniche di macchine e processi di lavorazione che consentissero un trattamento mirato di singoli pezzi fissati, proteggendoli dal movimento relativo nelle installazioni classiche di finitura di massa. Inizialmente, negli anni ’80, è stata sviluppata la finitura di massa per trascinamento. In questo processo, i pezzi fissati a un mandrino vengono trascinati attraverso un mezzo abrasivo a riposo. Il flusso del mezzo di lavorazione (corpi abrasivi/lucidanti) intorno ai pezzi genera l’asportazione di materiale desiderata, ma in modo molto più mirato e senza contatto tra i pezzi, rendendo questo processo la soluzione ideale per la lavorazione di componenti delicati e di alto valore.
Gli impianti cosiddetti di finitura di massa per trascinamento hanno sostituito in molti settori un lavoro manuale dispendioso in termini di tempo, costoso e difficilmente riproducibile in modo uniforme. Rispetto alla finitura di massa classica, la finitura di massa per trascinamento è circa 40 volte più efficiente.
Finitura di massa ad alte prestazioni nel Surf-Finisher
Il Surf-Finishing consente una lavorazione ancora più intensiva dei singoli pezzi mediante finitura di massa. I pezzi vengono fissati su portapezzi per essere immersi in modo mirato nel mezzo di lavorazione e ruotati in diverse posizioni angolari. Durante il Surf-Finishing, il mezzo abrasivo ruota insieme alla vasca di lavoro, che si muove in modo continuo fino a 80 giri/min. Ne risulta un movimento intensivo del pezzo con un’elevata pressione tra il pezzo e il mezzo abrasivo. Il risultato desiderato è riproducibile e può essere ottenuto in tempi di ciclo relativamente brevi. Dalla sgrossatura alla lucidatura fine, questo processo consente anche la lucidatura ad alta brillantezza. Anche materiali difficili da rettificare, come la ceramica e i metalli speciali, possono essere lavorati. Superfici lisce come uno specchio e prive di graffi, con un aspetto di alta gamma, si ottengono grazie a processi di lucidatura.
Il Surf-Finishing rappresenta la forma più intensiva di finitura di massa. La sua resa è circa 80 volte superiore a quella di un impianto classico di finitura di massa, come una vibrofinitrice circolare.
Cosa deve sapere sulla rettifica?
Domande importanti a colpo d’occhio.
Sbavatura, arrotondamento e altri processi sono sottocategorie della rettifica?
Non esattamente. Sebbene questi termini si sovrappongano spesso nella pratica, da un punto di vista tecnico, la sbavatura, l’arrotondamento, la levigatura e la lucidatura non sono semplici sottocategorie, ma processi o obiettivi di lavorazione a sé stanti, che talvolta utilizzano le stesse tecnologie – nel nostro caso, la finitura di massa. Questi obiettivi di lavorazione possono essere raggiunti anche con procedimenti alternativi alla finitura di massa. Ad esempio, la sbavatura può essere realizzata mediante spazzole, processi termici o tecniche di pallinatura. Per eliminare i graffi in un progetto privato, può essere sufficiente una lucidatura con un panno morbido – oppure, per la preparazione di superfici da verniciare, carta vetrata grossa o fine.
Come funziona la finitura di massa?
La finitura di massa (vibro-lucidatura in umido) è una forma particolare di rettifica, utilizzata principalmente per il condizionamento industriale delle superfici metalliche. I pezzi vengono generalmente lavorati in lotti, con corpi abrasivi selezionati in base all’applicazione, acqua (il 99% delle lavorazioni di finitura di massa sono processi in umido) e composti (additivi ad azione detergente) in un impianto di finitura di massa. La pressione di applicazione dei corpi abrasivi e il movimento relativo delle macchine di finitura di massa completano il processo e, combinati con i mezzi di lavorazione citati, garantiscono un risultato di lavorazione uniforme (aspetto di rettifica) dei pezzi.
Quando la finitura di massa è la scelta migliore?
Desidera rettificare grandi serie di pezzi relativamente poco sensibili? In questo caso, gli impianti di finitura di massa rappresentano la scelta migliore, poiché consentono, grazie ai loro utensili specifici (corpi abrasivi, chips), di ottenere la migliore lavorazione al miglior prezzo, risultando al contempo molto efficienti e facilmente automatizzabili. Inoltre, i processi di finitura di massa offrono l’innegabile vantaggio di poter combinare, se necessario, più operazioni in un’unica fase, simultaneamente o successivamente nello stesso impianto, come sgrassaggio, rettifica e pulizia, sbavatura e arrotondamento, applicazione di una protezione anticorrosione, rimozione della ruggine, ecc. La scelta dei corpi abrasivi adatti e dei componenti chimici ottimali (composti), in funzione dell’obiettivo di lavorazione, è determinante.
Gli impianti di finitura di massa, sia utilizzati per la rettifica che per qualsiasi altro processo di lavorazione, si integrano facilmente in linee di produzione complesse. Spesso, in una linea di produzione altamente automatizzata, i pezzi devono essere introdotti solo all’inizio del processo tramite un sistema di alimentazione nel complesso di impianti, che attraversano poi interamente senza intervento manuale.
Perché la rettifica è un processo preliminare importante per la verniciatura?
To achieve optimal coating results, many surfaces must first be ground. Grinding creates a homogeneous, grippy surface that improves adhesion of coatings. Specially equipped mass finishing systems can reliably and cost-effectively process large batches of small or micro parts for this purpose.
Risultati possibili – cosa si può ottenere con la rettifica dei metalli?
A seconda del processo, dell’abrasivo/della grana e della fase di lavorazione, la rettifica consente di ottenere risultati superficiali molto diversi. In linea di principio, la rettifica produce sempre una superficie uniforme, la cui rugosità può tuttavia variare notevolmente – da visibilmente ruvida a finemente liscia.
Durante la sgrossatura si ottengono superfici notevolmente ruvide con una struttura di rettifica visibile e valori di rugosità media (Ra) compresi tra circa 6 e 1 µm. Queste superfici sono ideali per diverse fasi di lavorazione successive.
Al contrario, nella rettifica fine si ottengono risultati superficiali notevolmente più lisci. I valori di rugosità si situano spesso tra Ra 1 e Ra 0,2 µm. La superficie appare uniformemente opaca o leggermente lucida, e le striature di rettifica sono appena visibili.
Nella fase più fine – la rettifica di finitura o la lucidatura, che offre il miglior risultato di rettifica – si raggiungono superfici con una rugosità molto bassa, inferiore a Ra 0,2 µm. Tali superfici appaiono otticamente lisce, persino brillanti, e possono idealmente servire come preparazione per la lucidatura ad alta brillantezza.
In sintesi, la rettifica, e in particolare la rettifica dei metalli, offre un’ampia gamma di risultati superficiali possibili – da funzionalmente ruvida a decorativamente liscia. Anche le superfici e le zone finemente rettificate rimangono, da un punto di vista tecnico, leggermente ruvide, senza particelle di rettifica fastidiose, ma possono già essere considerate «lisce» o «finite» in molte applicazioni.
Cosa avviene durante la rettifica e la finitura di massa del legno e delle materie plastiche?
Nella rettifica classica del legno, la superficie viene levigata meccanicamente con carta vetrata nelle zone facilmente accessibili. I grani abrasivi con spigoli vivi rimuovono le sottili fibre di legno, eliminano le irregolarità e preparano il materiale per le fasi di lavorazione successive, come l’oliatura, la tintura o la verniciatura. A seconda della granulometria, si esegue una sgrossatura o una finitura fine.
La finitura di massa del legno è una tecnica di lavorazione piuttosto atipica, ma flessibile. Viene utilizzata principalmente per pezzi segati e torniti, in particolare quelli con contorni complessi, provenienti dalla fabbricazione di giocattoli o dalla liuteria. Le essenze di legno duro sono particolarmente adatte. Poiché il legno è un materiale tenero e sensibile all’umidità , sono necessari parametri di processo adattati – ad esempio, processi a secco con aspirazione delle polveri e corpi abrasivi speciali, al fine di ottenere tempi di lavorazione brevi. Soluzioni di lavorazione automatizzate possono essere utilizzate anche per piccoli pezzi di forma complessa, fino a componenti delicati di segheria.
Molte superfici in materiale plastico possono essere lavorate anche mediante finitura di massa. Questo processo è particolarmente adatto per la sbavatura di pezzi stampati a iniezione, l’eliminazione delle linee di giunzione degli stampi e i processi di levigatura, offrendo così una preparazione ideale per la verniciatura. Una conduzione delicata del processo è qui determinante: corpi abrasivi morbidi, un’intensità di rettifica adeguata e tempi di ciclo brevi permettono di evitare danni al materiale. Le materie plastiche adatte sono principalmente quelle dimensionalmente stabili come ABS, POM o PA, nonché materiali rinforzati con fibra di vetro o pezzi in plastica stampati in 3D. I pezzi flessibili o a pareti sottili richiedono particolare attenzione.
Finitura di massa a secco come processo speciale
La finitura di massa non richiede sempre acqua. Quando le proprietà del materiale lo richiedono, ad esempio per il legno e, in parte, per le materie plastiche, o quando il trattamento a secco è preferibile per motivi di smaltimento, si utilizzano corpi abrasivi e tecniche di impianto progettati per la finitura di massa a secco. Questo processo è generalmente meno aggressivo e produce un’asportazione di materiale inferiore rispetto ai processi in umido. Le prestazioni leggermente inferiori della finitura di massa a secco possono spesso essere compensate dall’uso di impianti intensivi come gli impianti di finitura di massa per trascinamento, i Surf-Finisher o gli impianti a forza centrifuga. Teoricamente, la finitura di massa a secco è possibile in qualsiasi impianto. I processi di finitura di massa a secco vengono utilizzati anche per componenti di alto valore nei settori aeronautico e delle tecnologie medicali.
Corpi abrasivi – l’elemento chiave del processo di finitura di massa
In materia di rettifica, e in particolare di finitura di massa, non si tratta solo di avere macchine ottimali. La lavorazione dei materiali più diversi può essere realizzata solo con corpi abrasivi perfettamente adattati, insieme a tutti gli altri elementi di processo necessari. In qualità di leader di mercato e tecnologico nel campo della finitura di massa, disponiamo della più ampia gamma di corpi abrasivi al mondo, sviluppati e prodotti internamente. Nei nostri Customer Experience Center, accompagniamo i progetti dei nostri clienti grazie alla nostra lunga esperienza, fornendo consulenza pratica e know-how approfondito, fino alla consegna e alla messa in servizio dell’impianto.
I corpi abrasivi legati con resina sintetica, dotati di grani fini, sono spesso utilizzati per una lavorazione più delicata dei pezzi e soddisfano i requisiti preliminari per la successiva lucidatura, in particolare per i pezzi in alluminio. I corpi abrasivi ceramici, con una pressione di applicazione più elevata, garantiscono prestazioni di rettifica molto intensive. Le paste per rettifica in umido, disponibili in diverse granulometrie, supportano i processi di lavorazione, dalla sgrossatura alla lucidatura fine. Combinati con i nostri composti, dotati anche di componenti anticorrosione specifici per l’applicazione, la nostra offerta di mezzi di lavorazione comprende oltre 15.000 prodotti diversi, garantendo che tutte le sfide di processo e le geometrie dei pezzi possano essere affrontate in modo ottimale.
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