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Le frese, tradizionalmente realizzate con due o quattro taglienti, vengono utilizzate in uno dei più antichi processi di lavorazione meccanizzata: la fresatura. Software all'avanguardia, macchine utensili, nuove strategie, tecniche in continuo miglioramento e aggiornamenti di progettazione negli strumenti stessi mantengono la fresatura utile nel 21° secolo. L'operatore che padroneggia l'arte di questi mangiatori di metallo può risparmiare tempo e denaro in officina producendo pezzi di qualità superiore.

"In un tipico approccio tradizionale, quando gli operatori utilizzano le frese per una maggiore [rimozione] di materiale, una maggiore sgrossatura e se l'utensile è sepolto di più, meno scanalature utilizzerebbero", ha affermato Drew Strauchen, vicepresidente esecutivo di GWS Tool Group. , Tavares, Florida. "Secondo la saggezza convenzionale, la sgrossatura utilizza frese a due o tre eliche e le operazioni di semifinitura e finitura utilizzano più eliche: quattro, cinque e oltre."

Tuttavia, tradizione e convenzione sono soggette a cambiamenti.

"Esistono molte tecniche e strategie di lavorazione moderne che rivoluzionano davvero [quella saggezza]", ha affermato Strauchen. Ora, macchine più veloci con più potenza e mandrini più veloci e precisi hanno reso possibili strategie di lavorazione aggressive come la fresatura ad alta efficienza (HEM), nota anche come fresatura dinamica, e la fresatura trocoidale.

"La fresatura dinamica è definita come un metodo eseguito con una grande profondità di taglio assiale (DOC) e una piccola DOC radiale per ridurre il tempo di impegno del tagliente di una fresa, riducendo così il carico di forza sull'utensile e sul mandrino e la generazione di calore di taglio, aumentando al contempo la quantità di materiale rimosso", ha affermato Tyler Hashizume, ingegnere di prodotto II, OSG USA Inc., St. Charles, Illinois.

La fresatura dinamica si basa sulla capacità del software CAD/CAM di creare un programma di fresatura trocoidale; una fresatrice per leggere complicati programmi trocoidali ad alta velocità; e una macchina in grado di spostare rapidamente il mandrino e la tavola.

"Una volta soddisfatte queste condizioni, è possibile che non solo si raggiunga un'elevata efficienza, ma anche che la durata dell'utensile e del mandrino della macchina venga notevolmente estesa", ha affermato Hashizume. "In un ambiente di questo tipo, è meno importante considerare l'evacuazione del truciolo allargando la tasca truciolo della fresa, ma piuttosto come aumentare il numero di scanalature per aumentare la rigidità dell'utensile e la velocità di avanzamento per ottenere un'elevata efficienza."

A differenza del percorso utensile radiale lineare nella lavorazione convenzionale, la fresatura trocoidale utilizza un percorso utensile a spirale (o a forma di D) con un DOC radiale basso per ridurre il carico e l'usura sull'utensile. Poiché la fresatura trocoidale utilizza un utensile per lavorare una scanalatura più larga del suo diametro di taglio, lo stesso utensile può essere utilizzato per creare scanalature di varie dimensioni. Ciò può liberare spazio nel carosello degli utensili e risparmiare tempo sui cambi degli utensili, a seconda dei requisiti della parte.

Queste strategie cambiano il modo in cui un operatore affronta un lavoro e sta diventando popolare tra gli operatori l'utilizzo di frese multi-elica, quelle con cinque o più eliche, per eseguire sia la sgrossatura che la finitura, eliminando la necessità di riempire il carosello degli utensili con un gamma di frese diverse. Queste strategie moderne mitigano la necessità di seppellire l'utensile in una parte e qualsiasi preoccupazione relativa all'intasamento dei trucioli nelle gole della scanalatura, il che può portare alla rottura della fresa e al guasto della parte in lavorazione.

Eliminando la necessità di cambiare una fresatrice con un'altra e impiegando tecniche più all'avanguardia, gli operatori di oggi possono lavorare più velocemente, con conseguente aumento della produttività.

La domanda è: come può un macchinista apparentemente sfidare le leggi della fisica e utilizzare la velocità di uno strumento con scanalatura superiore senza intasarlo di schegge e provocarne la rottura? La risposta è nelle nuove strategie di programmazione. Oggi, il software CAD/CAM, con una sofisticata generazione di percorsi utensile integrata, consente ai programmatori di generare percorsi utensile più efficienti e rapidi ma che impediscono allo strumento di entrare in zone pericolose. L'approccio del software è molto specifico, pertanto la fresatrice non è mai eccessivamente impegnata con il pezzo. Gli utenti possono dire al software CAM: "Non voglio superare questo livello di impegno dell'utensile" e l'applicazione creerà il percorso utensile necessario per garantire che l'utensile non venga mai impegnato oltre il punto da lui definito.