Macchine a controllo numerico: cosa sono e come funzionano
La tecnologia e l’automatizzazione stanno dando vita ad una nuova rivoluzione industriale. Le macchine CNC semplificano e velocizzano i processi produttivi, riducendo al minimo la possibilità di errore e massimizzando l’efficienza.
In quest’articolo cerchiamo di capire perché sono così importanti le macchine CNC e come funzionano.
Cosa sono le macchine CNC?
Le prime macchine a controllo numerico furono costruite negli anni ’40 e ’50, modificando dei motori che spostavano l’utensile o il pezzo da lavorare per seguire i punti immessi nel sistema su nastro perforato.
Quei primi servomeccanismi sono stati rapidamente potenziati con computer analogici e digitali, creando le moderne macchine utensili CNC che hanno rivoluzionato i processi di lavorazione.
CNC è l’acronimo di Computer numerical control, o controllo numerico computerizzato, termine che indica il controllo automatizzato di utensili in movimento, come trapani, torni, frese e stampanti 3D tramite computer.
Questo sistema rappresenta un enorme miglioramento rispetto alla lavorazione non computerizzata che doveva essere controllata manualmente ad esempio utilizzando dispositivi come leve o controllata meccanicamente da guide prefabbricate. Nei moderni sistemi CNC, la progettazione di una parte meccanica e il suo programma di produzione è altamente automatizzata.
Come funzionano le macchine CNC?
Una macchina CNC elabora un pezzo di materiale (metallo, plastica, legno, ceramica o composito) per soddisfare le specifiche programmate tramite computer e senza l’intervento di un operatore manuale che controlli direttamente l’operazione di lavorazione.
Le dimensioni meccaniche della parte vengono definite utilizzando il software CAD e quindi tradotte in direttive di produzione dal software CAM (Computer Aided Manufacturing). Le direttive risultanti vengono trasformate nei comandi specifici necessari ad una particolare macchina per produrre il componente, e quindi vengono caricate nella macchina CNC.
Poiché qualsiasi componente particolare potrebbe richiedere l’uso di una serie di strumenti diversi – trapani, seghe, ecc. – le macchine moderne spesso combinano più strumenti in un’unica “cella”. In altri casi, sono utilizzati macchinari diversi con un controller esterno e operatori umani o robotici che si occupano di spostare il componente da una macchina all’altra. In entrambi i casi, la serie di passaggi necessari per produrre qualsiasi parte è altamente automatizzata e produce una parte che corrisponde strettamente al CAD originale.
I vantaggi delle macchine CNC
La fabbricazione CNC si traduce anche in una maggiore produttività, aspetto che le macchine manuali spesso non possono garantire.
Possono cambiare automaticamente gli strumenti, sfruttare un refrigerante ad alta pressione per ridurre il calore dalla zona di taglio e per lavare via i trucioli di materiale in eccesso o i loro detriti.
E poiché le macchine CNC non necessitano di operatori manuali, possono adattarsi a progetti più complessi ed imponenti e possono quindi ospitare motori più grandi e gestire tagli più profondi.
Esempi di macchine CNC
Oggigiorno le macchine a controllo numerico si trovano in quasi tutti i settori, dalla piccola industria alle grande azienda. Non c’è quasi nessun aspetto della produzione che non sia toccato dal centro di lavorazione CNC automatizzato.
Grazie all’avanzamento sia dei computer che delle macchine, il processo consente l’attuazione di progetti personalizzati più complessi rispetto a quelli che altri metodi di produzione possono garantire.
Fabbricazione e lavorazione del metallo
L’industria della fabbricazione di metalli utilizza questa tecnica innovativa per la fabbricazione di metalli in lastre e fogli sottili. Le attività di cesoiatura, incorniciatura e taglio al plasma vengono eseguite facilmente con l’aiuto della tecnica di lavorazione CNC. La macchine automatizzate che sfruttano il sistema CNC, come presse piegatrici e punzonatrici, possono facilmente praticare un foro o piegare le lastre in metallo.
Anche le industrie automobilistiche sfruttano questa tecnologia per produrre ingranaggi, alberi motori e altre componenti. Le macchine CNC che eseguono foratura, fresatura e tornitura sono molto utili nell’industria automobilistica. Il controllo efficace di tali macchine garantisce che il prodotto finale sia privo di errori e secondo le specifiche del produttore.
Lavorazione del legno
Anche le industrie del legno sono avvantaggiate dalla lavorazione CNC: è largamente impiegata per l’incisione, la fresatura e la foratura. Questa tecnica può essere utilizzata efficacemente per vari tipi di sculture in legno e garantisce che le operazioni siano prive di errori.
L’applicazione della lavorazione CNC si è manifestata a livello globale in vari settori. È una delle tecniche più utilizzate per la progettazione di aeromobili, dispositivi medici, elettronica, armi da fuoco e tutti quei comparti che richiedono precisione e velocità.
La lavorazione CNC è il futuro della progettazione e un modo estremamente innovativo per far fronte alla produzione di massa con tecnologie intelligenti.