Quando parliamo di lavorazioni meccaniche di precisione intendiamo l’insieme di quei processi industriali, che utilizzano macchinari e attrezzi per rimuovere o deformare il materiale di una particolare pezzo, al fine di creare una forma desiderata, migliorare la finitura superficiale, rimuovere eventuali difetti o migliorare le proprietà meccaniche del materiale.
Le lavorazioni meccaniche di precisione, che comprendono operazioni come la fresatura, la tornitura, la rettifica, la foratura, la levigatura, richiedono elevati livelli di accuratezza, competenza e precisione. Questa tipologia di lavorazione viene infatti utilizzata per produrre componenti o particolari meccanici con tolleranze e dimensioni molto strette, finiture superficiali estremamente lisce o profili geometrici particolarmente complessi.
Vista l’elevata precisione richiesta nella realizzazione di componenti meccanici, questa tipologia di lavorazioni richiede l’uso di macchinari altamente sofisticati, oltre a una pianificazione e controllo accurati del processo produttivo per garantire la massima precisione e ripetibilità delle operazioni.
Meccanica di precisione: diverse tipologie di lavorazioni
Le aziende specializzate nelle lavorazioni meccaniche di precisione producono particolari finiti e componenti affidandosi a macchinari e tecnologie diverse, dai quali molto spesso, prendono nome le lavorazioni stesse di cui si occupano:
Sono infatti diverse le tipologie di lavorazioni di precisione, tra le quali troviamo:
- la fresatura di precisione: consiste nell’utilizzo di una fresa, con inserti in metallo duro, che permette di rimuovere il materiale dal pezzo e creare superfici precise. Le fresatrici, impiegate delle officine meccaniche di precisione, sono in grado di muoversi in modo preciso lungo tre assi per creare superfici anche altamente complesse;
- la tornitura di precisione: questa lavorazione prevede l’impiego di un tornio CNC ( ovvero a Controllo Numerico Computerizzato) per creare forme precise su pezzi di metallo, plastica o legno. Il tornio agisce sul pezzo da lavorare tramite asportazione del truciolo, ottenendo così il componente desiderato.
- la rettifica tangenziale: anche questa lavorazione prende il nome dalla macchina utensile impiegata, che prevede l’utilizzo di una mola di diamante, o di corindone, per creare superfici precise e con tolleranze molto strette. Si ricorre alla rettifica per creare superfici piane, cilindriche, coniche e di forma libera;
- lavorazione di precisione con laser: l’utilizzo di un laser ad alta potenza permette di tagliare o effettuare la marcatura di precisione su vari materiali, inoltre, la lavorazione con laser di precisione viene utilizzata per creare parti molto precise e per la marcatura permanente di parti elettroniche;
- foratura di precisione: l’utilizzo di un trapano di precisione con una punta di metallo duro permette di creare fori con tolleranze molto strette e superfici precise. Viene utilizzata per creare fori su parti meccaniche e su schede di circuiti stampati.
La realizzazione di particolari meccanici di precisione, indipendentemente dalla tipologia di lavorazione, richiede sempre la massima attenzione ai dettagli e una pianificazione accurata del processo produttivo, ma non solo. Un requisito fondamentale per un’officina specializzata nelle lavorazioni di precisione, come illustrato da diversi operatori del settore come, per esempio, l’officina veronese AR Costruzioni Meccaniche, è l’impiego di personale altamente specializzato che sia adeguatamente formato sull’utilizzo dei macchinari a controllo numerico e di centri di lavoro sofisticati.
Quali materiali vengono utilizzati per le lavorazioni meccaniche di precisione?
A seconda delle specifiche esigenze del cliente e del settore industriale di destinazione, i particolari meccanici possono essere realizzati con materiali diversi.
Quelli maggiormente utilizzati sono:
- metalli: come acciaio inossidabile, alluminio, rame, ottone, titanio, nichel, cobalto e molti altri;
- materiali compositi: come la fibra di carbonio, la fibra di vetro, e altri materiali compositi avanzati;
- plastica: come il nylon, il policarbonato, il PTFE e altri polimeri termoplastici;
- ceramica: come il carburo di silicio, l’ossido di alluminio e altre ceramiche avanzate;
- legno: come il legno massello e il compensato.
Tra i metalli più diffusi nel campo della meccanica di precisione troviamo anche gli acciai austenitici, ovvero l’ AISI316 e l’ AISI304, i quali sono spesso utilizzati nella produzione di particolari meccanici per i campi aerospaziale, automotive, medicina e altri settori che richiedono tolleranze molto strette e un’ottima resistenza meccanica.
I materiali compositi trovano largo impiego soprattutto nel settore aerospaziale per la produzione di particolari leggeri, ma resistenti. La plastica, invece, viene spesso utilizzata nella produzione di particolari per l’industria elettronica e medicale, grazie alla sua leggerezza e alle sue proprietà dielettriche.
I particolari finiti in ceramica sono molto richiesti soprattutto nell’industria medica e dell’energia, grazie alle proprietà di resistenza all’usura e alle alte temperature di questo materiale. Infine, il legno viene utilizzato principalmente per la produzione di parti decorative o per l’arredamento.
I settori di applicazione delle lavorazioni meccaniche di precisione
Le lavorazioni meccaniche di precisione trovano applicazione in numerosi settori industriali e, stando a recenti ricerche, nei prossimi anni si assisterà ad un incremento della domanda di particolari finiti e componenti di precisione, grazie a due principali fattori trainanti: la maggiore efficienza dei processi di produzione e l’adozione di tecnologie sempre più avanzate. Un rapporto di ricerca pubblicato nel 2021 da ResearchAndMarkets.com, ha infatti stimato che il mercato globale della meccanica di precisione dovrebbe crescere a un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 7,9% fino al 2026.
Tra i settori industriali, dove il fabbisogno di componenti di precisione è maggiore, troviamo:
- aerospaziale: per la produzione di componenti per motori aerei, eliche, turbine e altre parti dell’aereo che richiedono tolleranze molto strette e finiture superficiali estremamente lisce;
- automotive: per la produzione di particolari meccanici e motori per automobili, come pistoni, alberi motore, ingranaggi, e parti di sospensione, che richiedono tolleranze strette e alta precisione;
- medicale: per la produzione di strumenti chirurgici, protesi e dispositivi medici come pompe e valvole, in modo da garantire affidabilità e sicurezza;
- elettronica: per la produzione di componenti elettronici come schede di circuiti stampati, chip, elettronica di potenza;
- energia: per la produzione di turbine eoliche, parti di centrali termoelettriche e altre parti di infrastrutture energetiche;
- telecomunicazioni: per la produzione di parti di apparecchiature per le telecomunicazioni, come antenne, riflettori parabolici e altre parti che richiedono tolleranze strette e precisione elevata per garantire la qualità del segnale.
In ogni caso, qualunque sia il settore di applicazione, lo scopo primario è la produzione di un componente finale privo di imperfezioni e che rispecchi al 100% le funzionalità richieste dal cliente. Anche una sola imperfezione o un minimo errore possono infatti compromettere la finitura del particolare finito e compromettere l’intera produzione dell’azienda committente una volta immesso nella catena produttiva.