DIATRON
INNOVAZIONE NELLA
RAVVIVATURA
SERMA: IDEARE, PROGETTARE, CREARE
Il diamante ha ispirato allo stesso modo leggendarie imprese tanto quanto industrie multinazionali.
Le sue caratteristiche eccezionali hanno dato vita a
ciò che può essere legittimamente chiamata una
messe di applicazioni di nicchia. Cosa ci si poteva
aspettare di ulteriormente innovativo tale da produrre altri miti o trasformare l’industria? Ci potevano essere ancora nuove superiori radicali oportunità?
La risposta è il diamante sintetico.
Replicare in laboratorio le condizioni primordiali
esistenti nella crosta terrestre sotto la quale si è
formato il reticolo cristallino composto da atomi di
carbonio è stato per tanto tempo il sogno recondito
di illustri scienzati. Il diamante mono- e poli-cristallino prodotti con la tecnica della sintesi chimica di
vapore (CVD) o ad elevata pressione e temperatura
(HPHT) rappresentano la nuova frontiera, la barriera
oltre la quale un universo di potenzialità si esprime
con nuovi efficienti utensili.
Serma idea, progetta, e crea una vasta gamma di
utensili diamantati adatti alle operazioni di ravvivatura nei processi di rettifica ad alta precisione.
SERMA: ideare, progettare, creare.................. 1
CVD/MCD: il diamante sintetico...................... 2
DIATRON: tipologie......................................... 3
DIATRON: varianti opzionali............................. 4
DIATRON: la scelta vincente............................ 5
DIATRON: nomenclatura................................. 6
DIATRON: scelta barrette................................ 7
DIATRON: possibilità operative........................ 8
MONOSYNT e versioni speciali....................... 9
SERMA: soluzioni intelligenti............................ 10
SERMA: produttività certificata........................ 11
RAVVIVATURA: aspetti pratici.......................... 12
RAVVIVATURA: effetti collaterali....................... 13
RAVVIVATURA: parametri ............................... 14
1
Questa caratteristica fa si’ che non vi sia alcuna
necessità di riposizionamento che causa fermi
macchina e sprechi di tempo utile: i parametri selezionati forniranno un risultato sempre costante. La
lunghezza del DIATRON permette poi un ancoraggio estremamente solida nel corpo dell’utensile, per
garantire protezione e sicurezza. Tutto concorre ad
un incremento significativo della durata dell’utensile: che si traduce in un risultato di rettifica migliore
sotto ogni aspetto.
4500
4000
3500
3000
CVD
2500
2000
1500
1000
RAME
500
0
-200
-100
0
100
TEMPERATURA (°C)
200
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0
100
200
300
TEMPERATURA (°C)
400
8.500
9.000
CVD
DIAM 6.000
NAT
5.500
4.000
PCD
4.000
1.400
2.000
HM
CBN
1.100
1.800
Al2O3
700
1.000
HSS
100
200
Al
CONDUCIBILITA’ TERMICA (W/mK)
5000
0,5
2
4.500
DUREZZA KNOOP (Kgf/mm2)
5500
DILATAZIONE TERMICA (10-6/K)
I requisiti basilari che rendono il CVD e l’MCD la
scelta preferenziale nelle applicazioni industriali
sono riassunte nei seguenti punti:
durezza superiore (con un ristretto intervallo di
variazione)
elevata conduttività termica (fino a 5 volte maggiore del rame)
basso coefficiente di dilatazione
estrema inerzia chimica (inattaccabile da acidi o
agenti chimici)
grafitizzazione solo a temperature T > 800°C in
atmosfera con ossigeno
Nella fabbricazione di utensili per la ravvivatura delle
mole abrasive, il diamante sintetico soppianterà
tutte le tipologie naturali ricavate da giacimenti
minerari.
Le risorse disponibili diventano sempre più limitate
a causa dello storico sfruttamento intensivo, e la
ricerca di nuovi filoni sotterranei richiede sforzi con
costi antieconomici. Oltre a ragioni di convenienza,
la filosofia di orientare la scelta strategica sul diamante sintetico, DIATRON o MONOSYNT, ha motivazioni connaturate alle caratteristiche peculiari e
alle sue uniche qualità meccaniche. La sezione
costante durante il totale utilizzo lo rende ideale per
tutte le applicazioni, ed assolutamente indispensabile per le macchine a controllo numerico.
9.000
CVD/MCD: IL DIAMANTE SINTETICO
DIATRON: TIPOLOGIE
DS
SINGLE
α°
DC
R
CHISEL
R
DT
TWIN
DK
KONE
6F
FLIESE
DM
MULTI
DP
PYRAMID
α°
6B
BLADE
6H
HYBRID
3
DIATRON: VARIANTI OPZIONALI
R
HM
AFFILATO
METALLO DURO
FL
M2,5
AF
A
ROMBO
B
AS
β°
AN
α°
β°
Ø1,0
α°
RO
FLUID
ASYMMETRIC
HA
ANGLE
CO
IN
α°
α°
HALT
CENTRATURA
4
INCLINATO
DIATRON: LA SCELTA VINCENTE
DS DC DK DP DT DM 6M
6F
6H
HM
AF
RO
FL
AS
AN
HA
CO
Sfruttando la varietà di dimensioni di sezione, la
gamma dei posizionamenti, le innumerevoli varianti
opzionali, ed il numero di barrette è possibile creare
utensili personalizzati, preparati per l’impiego
universale oppure destinati ad una applicazione
specifica. Le barrette sono inserite in una matrice
metallica che costituisce un monoblocco duro e
resistente all’usura, ma al tempo stesso con eccellenti proprietà di conduzione del calore per un
trasferimento e dissipazione rapida di quello che si
sviluppa nell’area di contatto.
1,
5x
1,
5
1,
2x
1,
2
0x
1,
0
1,
8x
0,
8
0,
6x
0,
6
0,
4x
0,
4
0,
3x
0,
3
0,
0,
L
S
2x
0,
2
IN
30
40
50
L’efficienza del diamante sintetico è comprovata
anche negli impieghi più severi, cioè quelli dove
vengono utilizzate mole con abrasivi ceramici
microcristallini a base di Cubitron o Seeded Gel. La
combinazione di tante possibilità diverse mette il
DIATRON in competizione, limitatamente ad alcuni
casi specifici, con i moderni utensili rotanti (rulli diamantati), dai quali si distinguono ancora oggi per la
ridotta economia di esercizio e la semplicità installazione e di impiego.
30
40
50
SEZIONE RETTANGOLARE
0
3,
1,
5x
0
0,
8x
3,
0
0,
7x
1,
0
0,
6x
1,
0
3,
5
0,
5x
1,
0,
4x
0
0,
2x
3,
0
1,
0,
L
2x
S
SEZIONE QUADRATA
Dal prototipo alla serie, dallo studio di fabbricazione
alla ingegnerizzazione, dall’analisi di processo alla
impostazione dei parametri, SERMA dispone di
tutte le risorse necessarie a realizzare qualsiasi
utensile ravvivamole senza compromessi né concessioni sul livello qualitativo intrinseco. Non ci
sono limiti alla creatività e la nostra esperienza
spazia dagli utilizzi ortodossi nel campo della rettifica industriale alla competenza su macchinari speciali. La strada dell’innovazione è fatta di scelte
coraggiose: il DIATRON è la scelta vincente all’avanguardia del futuro!
5
DIATRON: NOMENCLATURA
6B
147
4
50
(
06
06
1
40
10
)
06
AF
FL
EXTRA
TIPO
DISEGNO
NO.BARRETTE
DIMENSIONI BARRETTE
NO. BARRETTE*
DIMENSIONI BARRETTE*
*=OPZIONE PER DIATRON HYBRID
VARIANTI OPZIONALI
CARATTERISTICHE ACCESSORIE
O
EL
T
ØS
SP
UT
AL
TE
IZ
ER
T
SIN
TO
ZA
LU
NG
HE
ZZ
A
ZZ
A
TTA
E
RR
BA
6
INTERASSE
O
TIP
ILE
S
EN
INTERSPAZIO
E
OR
S
ES
LARGHEZZA
ESAGONO
NE
S
IO
EZ
DIATRON: SCELTA BARRETTE
sezione barretta
1000
7
6
0,
8x
0,
8
1,0
x1
,0
1,2
x
1,2
750
500
6
0,
6
,
x0
,4
0
4x
0,
5
,3
0
3x
0,
250
0,
diametro
mola
4
3
2
1
50
,2
0
2x
150
100
200
300
450
600
spessore mola
sezione barretta
T
1,5
600
1,2
1,0
DT - 6H
0,8
450
6B - 6F
0,6
300
0,4
150
0,3
spessore
mola
DS - DC - DK
0,2
30
36
40
46
54
60
70
80
90
100
120
150
180
220
7
230
240
280
320
360
400
500
600
800
1200
1000
grana
ESEMPI DI POSSIBILITA’ OPERATIVE
Ø<10
DS/CO
DT/HM
RAVVIVATURA RETTILINEA
MOLE DIAMETRO Ø<10MM
A
6F/AN
T>400
a<15°
RAVVIVATURA RETTILINEA
MOLE SPESSORE T>400 MM
PER MOLE IN SiC
RAVVIVATURA MOLE
A TUFFO OBLIQUO a<15°
1
3
10
0,8
°
30
0 ,8
30
°
6
0,8
0,8
2
30°
27
0 ,2
C
30°
C-C ( 5 : 1 )
6,1
A(5:1)
17
4
5
C
7
30°
BETTER
5
BY
DESIGN
10
6F/AN
6M
a<15°
6F/IN
a>15°
45°
RAVVIVATURA A GRADINI
RAVVIVATURA
MULTI-TASKING
8
RAVVIVATURA MOLE
A TUFFO OBLIQUO a>15°
MONOSYNT
MS
6M
BLADE
SINGLE
6S
FLIESE
Le barrette in diamante sintetico monocristallino MCD sono ottenute con il processo ad alta pressione
e alta temperatura, e sono capaci di ottenere prestazioni ragguardevoli. Hanno l’indiscutibile vantaggio di una durezza superiore, mentre dall’altro lato la presenza della vena tenera costituisce il rovescio
della medaglia che ne limita l’impiego. Cosi’ le barrette in MCD possono sviluppare il loro pieno
potenziale nei casi in cui si debba ottenere il massimo senza l’assillo del prezzo e fatto salvo il vincolo
di orientare la direzione di usura diversamente dal piano di clivaggio preferenziale.
VERSIONI SPECIALI
3D
ROUND
3F
α°
3H
R
R
CARVE
ULTRA
Per molte applicazioni non convenzionali, per gli amanti degli utensili tradizionali ma, allo stesso
tempo, per quelli all’avanguardia possiamo produrre qualunque tipo di utensile fuori dall’ordinario che
preveda l’utilizzo di barrette sintetiche disponendole anche in forme esotiche. L’universo delle possibilità dipende solo dalla immaginazione dell’utilizzatore: il CVD e l’MCD possono resistere alle più
estreme applicazioni. Il declino nell’utilizzo di diamanti naturali è irreversibile sia per cause naturali sia
perché il progresso non si può arrestare. L’unico futuro possible è con il diamante sintetico!
9
SERMA: SOLUZIONI INTELLIGENTI
L’approccio creativo, l’analisi statistica, il metodo
scientifico, la propensione imprenditoriale, le relazioni personali, sono tutti elementi che concorrono
insieme ad espandere la ns. attitudine verso l’innovazione fatta di ricerca e sperimentazione continua.
La tensione verso il miglioramento è testimoniata
dalla incessante opera di aggiornamento dei ns.
processi e delle procedure, di ammodernamento e
di sostituzione dei ns. macchinari. La fiducia nei
nostri mezzi e nelle nostre capacità diventa quindi la
motivazione a progredire e migliorare ininterrottamente.
La dimensione artigianale della ns. produzione ha
come naturale vantaggio la flessibilità e la cura per
il dettaglio, ma è la mentalità industriale il vero
motore che spinge i nostri obbiettivi verso traguardi
sempre più ambiziosi. Nella realizzazione di utensileria in diamante per la meccanica di alta precisione
vengono messi a frutto la grande esperienza maturata nelle applicazioni di rettifica. Grazie alla trentennale esperienza sul campo, con il nocciolo duro
della ns. attività costantemente focalizzato nello
stesso settore, abbiamo costruito una solida reputazione e sviluppato significative competenze.
La giusta miscela di passione per la tecnica ed
organizzazione manageriale ci consente tuttora di
guardare avanti con immutato spirito pioneristico e
con forte slancio ottimistico. E’ grazie a questo stile
che ci sforziamo di proporre idee brillanti, alternative possibili, progetti non convenzionali, ma sempre
e comunque soluzioni intelligenti, saldamente
ancorate alle esigenze contingenti e con lo sguardo
ben rivolto a tutti gli aspetti pratici inclusi i costi.
Con questa ottica ogni problema rappresenta
unicamente ancora solo una sfida come tante altre.
10
SERMA: PRODUTTIVITA’ CERTIFICATA
CONTROLLO QUALITA’
Una moderna e super-accessoriata saletta di
collaudo è il cardine attorno cui ruota la produzione: verifiche dimensionali ispettive vengono
eseguite a tutti gli stadi della produzione per
assicurare la costanza e la ripetibilità nelle forniture.
RINTRACCIABILITA’
Il sistema qualità certificato ISO9001:2008 per
la produzione, unito ad un software gestionale
moderno ci consente di organizzare in maniera
efficace ed efficiente tutti gli aspetti di una produzione dinamica e ben strutturata.
CERTIFICATI DI COLLAUDO
Per alcune tipologie di utensili, e tutte le volte
che ciò sia richiesto o ritenuto opportuno emettiamo un certificato di collaudo per le dimensioni critiche e per tutte quelle caratteristiche che
svolgono un ruolo fondamentale durante il ciclo
di ravvivatura.
STUDIO E SIMULAZIONE
Ci avvaliamo di moderni strumenti CAD 3D per
la progettazione e lo studio dimostrativo di soluzioni avanzate. Naturalmente non richiediamo
nessun contributo per l’analisi di fattibilità se
non in casi speciali la validazione precauzionale
del progetto.
STOCK
L’assortimento disponibile per le tipologie più
comuni è garantito da giacenze di magazzino
che possono soddisfare una elevata elasticità
nella domanda. Una produzione snella ed
efficiente è in grado di assecondare “just-in-time” eventuali esuberi di richieste o necessità
impellenti.
11
RAVVIVATURA: ASPETTI PRATICI
Ft
Fn
FORZE
Profondità di passata troppo
elevate mettono in serio pericolo la resistenza strutturale
dell’intero ravvivatore e ne compromettono la tenuta. Passate
con
asportazioni
notevoli
dovrebbe dunque essere evitate, oppure limitate ai casi di
formatura iniziale della mola in
cui è consigliabile comunque
utilizzare
utensili
esauriti.
Anche nella operazione di ravvivatura si sviluppano forze normali e tangenziali rispetto alla
direzione della barretta.
La
componente normale Fn è
quella responsabile dell’usura e
può raggiungere valori fino a
150 N, variabili in funzione della
sezione delle barrette, del loro
numero e disposizione, della
profondità di passata, della
specifica della mola e della sua
velocità di rotazione.
CALORE
VIBRAZIONI
Il calore si sviluppa a causa
dell’attrito ed è un nemico subdolo ed insidioso. Infatti a
causa della sua natura il diamante, essendo costituito da
carbonio, ha la tendenza a graffitizzare. Prima di raggiungere
questo stadio di pseudo-rammollimento, a temperature
prossime ai 800°C si verifica
l’ossidazione degli strati esterni
che, nel caso specifico, assumono una colorazione nerastra.
Pur non variando le caratteristiche fisiche delle barrette tale
evenienza è indice di un eccesso di riscaldamento che prelude
ad un cambiamento significativo delle proprietà. Una condizione ancora più esasperata
che non dovrebbe mai essere
raggiunta per preservare l’utensile a lungo è lo shock termico.
12
Tutti i manuali, le teorie e l’esperienza pratica riportano gli
effetti nefasti delle vibrazioni.
Anche per gli utensili ravvivamole valgono considerazioni analoghe. Oltre che cause insite nella
finitura dell’utensile stesso (ad
esempio l’ancoraggio delle barrette, la saldobrasatura del
sinterizzato, il fissaggio improprio o lasco, etc.) non bisogna
mai trascurare cause esogene
quali possono essere la mola
abrasiva sbilanciata, un supporto porta diamante inadeguato,
viti a ricircolo o azionamenti
usurati. Tutti i componenti strutturali della macchina hanno una
importanza determinante ai fini
della buona riuscita di una operazione di precisione e l’influenza di ognuno sul ciclo di ravvivatura andrebbe tenuta in alta
considerazione.
RAVVIVATURA: EFFETTI COLLATERALI
INTERFERENZA
Nelle applicazioni con mola a tuffo obliquo la variazione di diametro della fascia utile della mola è tale
che la larghezza attiva del diamante, “copiando” il
diametro minore all’inizio della passata di ravvivatura, interferisce con quello maggiore al termine della
corsa, asportando praticamente una sezione consistente di abrasivo. Tale problematica è ben nota
agli utilizzatori e si manifesta come conicità sui
pezzi. L’impiego dell’utensile DIATRON per casi
come questo deve essere comunicato già in fase di
progettazione affinché opportune contromisure
siano messe in atto per evitare l’errore del tratto
conico.
La ravvivatura in sagoma con dima, al pari di quella
con interpolazione degli assi, pone una seria
minaccia al raggiungimento della precisione richiesta. Il DIATRON, sia nella versione in placchetta
semplice sia affilato a scalpello, si presta a risolvere
casi complicati dove tallonamenti o raggi indefiniti
provocherebero uno sfalsamento del profilo. Inoltre, giova sottolineare una volta di più il concetto, un
ancoraggio sicuro protegge le barrette in CVD, stabilizzandole e preservandole dai rischi di rottura
precoce che si genera con una esposizione impropria della matrice metallica.
La rettifica è una operazione di altissima precisione:
lo stadio finale a cui i prodotti manifatturieri sono
impiegati prevede sovente il raggiungimento di
standard geometrici impossibili da ottenere con altri
metodi e macchinari. Con tali presupposti la massima cura deve essere riservata alla preparazione e
messa a punto del ciclo di ravvivatura. La accuratezza della posizione del diamante rispetto alla linea
dei centri assume pertanto un ruolo fondamentale.
L’allineamento viene determinato dalla fase di diamantatura e, a causa delle possibili variazioni
micrometriche della testa portamola sul piano orizzontale, errori di conicità possono essere previsti e
corretti.
13
RAVVIVATURA: PARAMETRI DI PROCESSO
90000
RPM
600
00
45000
40000
10.000
320
00
15
00
1.000
VELOCITA’ (mm/min)
L’effetto del diamante sulla parte attiva di una mola
è quello di creare una superficie in cui i grani di
abrasivo a geometria indefinita possano esporre
taglienti ben acuminati e preparati a penetrare nel
materiale, asportando il sovrametallo richiesto.Poiché l’operazione di ravvivatura condiziona il rendimento della mola, assume una importanza cruciale
il controllo dei parametri di processo. E’ intuitivo
infatti come il diamante produca nella sua azione un
filetto che si sviluppa lungo la fascia di mola interessata. Il passo del filetto dovrebbe essere in relazione alle caratteristiche del diamante e della granulometria della mola.
0
600
0
250
0
100
19
00
145
0
100
0
10
30
36
46
54
60
80 120 180 240 280 320
GRANA
E’ ovvio poi che nella pratica la semplificazione
appena introdotta abbia sfaccettature tali da complicare il lavoro di operatori e programmatori di
macchine a controllo numerico. Questi devono
trovare un compromesso ideale mediando esigenze antitetiche come finitura e capacità di taglio. Il
DIATRON e il MONOSYNT offrono costanza e ripetibilità, che unite alla facilità con cui si possono integrare, plasmare e combinare in forme ad hoc li
rende versatili e flessibili, adatti alle condizioni di
utilizzo più disparate. Una scelta attenta e tecnicamente coerente permette di ottenere il massimo da
entrambe.
14
Ra
Affinché il processo possa definirsi efficace è indispensabile che, ad ogni rotazione della mola, vengano interessati dal contatto con il diamante tutti i
granelli posti lungo circonferenze concentriche
all’asse di rotazione della mola stessa. Traducendo
quindi il passo in spostamento assiale per giro
mola, si ottiene facilmente il computo del valore di
avanzamento da attribuire. In pratica questo ragionamento è alla base di ogni sistema di calcolo e
dimostra come vi sia una proporzionalità diretta tra
numero di giri della mola, grana, e geometria del
diamante: a velocità maggiori corrispondono avanzamenti maggiori.
6,3
N9
3,15
N8
1,6
N7
0,8
N6
0,4
N5
0,2
N4
0,1
N3
0,05
N2
40
46
70
60
90
80
120
100
180
N1
0,16
36
56
150
280
0,025
24
30
0,25
220
320
400
500
0,4
0,63
1,0
1,6
2,5
4,0
6,3
10
16
25
40
65
100
Rt
Progettazione e contenuti: Roberto Giovannini
na
eta
rsic
Por
ton
i
ec
aV
Via
Pe
ue
tan
ce
rsi
Pe
ia
ch
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4
el T
rium
ute
Sal
lla
SERMA S.r.l.
Via Due Portoni, 41 - 40132 Bologna (IT)
Tel. +39-(0)51-6415006 - Fax. +39-(0)51-6415008
e-mail: [email protected] - web: www.sermasrl.it
Via
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ze
Fir
en
Via
De
Longit
Latitu
ine E11.
ud
607°
27
845°
52
e N44.
din
4bis
Ancona
DINR - rev. 1 - 09/15
epi
to
io L
A14
oporto
Via Dell’Aer
vira
mil
Ben
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oE
Via
arc
ive
n
ni
Via
M
A14
Via
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Mil
Via
D