INGERSOLL WERKZEUGE GMBH sta percorrendo strade completamente diverse per una nuova generazione di utensili. Le frese sono progettate in modo generativo e prodotte utilizzando la stampa 3D. Ciò si traduce in forme bioniche che consentono di risparmiare fino a due terzi del peso senza compromettere la stabilità degli strumenti.
Il metodo degli elementi finiti (FEM) è già noto ed è utilizzato come metodo di simulazione numerica consolidato in numerose aree tecniche per studi di resistenza e deformazione. Mostra le curve di sollecitazione nei componenti e quindi mostra dove ci sono possibili punti deboli e quindi dove c’è un rischio di rottura. Il design generativo degli strumenti fa un ulteriore passo avanti. INGERSOLL parte dalle coppie e dalle forze di taglio previste e le utilizza per calcolare una geometria leggera che si basa esclusivamente sui carichi che si verificano e sulla conseguente necessità di stabilità. Tutto ciò che non è necessario viene tralasciato, il che comporta un notevole risparmio di materiale e quindi di peso. Il risultato è mostrato da un primo oggetto dimostrativo.
L’azienda ha scelto uno strumento di smussatura piuttosto piccolo con un diametro di 30 mm per smussi a 75 gradi. Poiché esiste già un riferimento costruito convenzionalmente per questo, è possibile un confronto diretto. Le geometrie fluide risultanti del nuovo strumento ricordano strutture biologiche come alberi o ossa. La sede dell’inserto mostra chiaramente dove sono supportate le forze assiali e dove sono assorbite le forze di taglio. Le altre aree se la cavano con meno materiale. Se visto dall’alto, lo strumento appare asimmetrico. Questa forma è creata per distribuire in modo ottimale i carichi causati dal passo disuguale dei denti. L’analogia con l’osso continua all’interno dello strumento, dove è stato anche salvato del materiale, cosa che non sarebbe possibile senza la stampa 3D. Anche con questo piccolo strumento, il peso potrebbe essere quasi dimezzato.
Tuttavia, è probabile che altre aree di applicazione di INGERSOLL Bionic siano utensili speciali più grandi, per i quali il produttore di utensili si aspetta un risparmio di peso significativamente maggiore a seconda del design, il che rende la manipolazione di questi strumenti più facile per l’utente. Anche il minor consumo di energia per accelerare un utensile più leggero nella macchina e il ridotto fabbisogno di materiale contribuiscono alla sostenibilità.
