Lottate contro i tempi di produzione lenti di pezzi torniti complessi? Spostare continuamente i pezzi da una macchina all'altra aggiunge manodopera, introduce errori e riduce i margini di profitto.

Un tornio CNC a doppio mandrino è una macchina con due mandrini contrapposti: un mandrino principale e un sottomandrino. Questa configurazione consente la produzione "Done-in-One", ovvero la lavorazione di entrambe le estremità di un pezzo in un'unica operazione ininterrotta.

Quando ho visto per la prima volta un tornio a doppio mandrino in azione, ho capito che si trattava di una svolta. La capacità di completare un pezzo complesso senza che l'operatore lo tocchi è la chiave per una vera produzione "light-out". Questa tecnologia non è solo un aggiornamento, ma un cambiamento completo nel modo di affrontare la produzione di tornitura. Si tratta di eliminare gli sprechi e di combinare più processi in un unico flusso continuo.

In che modo un sottomandrino si differenzia da un mandrino principale dal punto di vista funzionale?

Sulla macchina sono presenti due mandrini, ma sono solo immagini speculari l'uno dell'altro? Un utilizzo non corretto può portare a prestazioni insufficienti e persino a danneggiare la macchina.

Il mandrino principale è il motore, con una coppia più elevata per il taglio pesante. Il sottomandrino è il versatile rifinitore, utilizzato per operazioni secondarie e persino per fornire supporto come una contropunta viva.

Pensate che è come avere due specialisti. Il mandrino principale¹ è il cavallo di battaglia principale, mentre il sotto-mandrino² è l'aiutante esperto che completa il lavoro, ma le sue capacità sono cresciute nel corso degli anni.

La centrale elettrica: Fuso principale

Il mandrino principale gestisce sempre la prima operazione (OP10). È progettato per ottenere la massima rigidità e potenza per eseguire i tagli più pesanti da barre grezze. Il suo compito è quello di stabilire le caratteristiche primarie del pezzo e le coordinate con estrema precisione.

Il rifinitore e il sostenitore: il sottofuso

Il compito più elementare del sottomandrino è quello di prelevare il pezzo e lavorare il lato posteriore (OP20). Tuttavia, nelle macchine più avanzate, talvolta chiamate "torni bimandrino", il sottomandrino è altrettanto potente del principale, consentendo una lavorazione pesante e aggressiva su entrambi i lati. Una funzione spesso trascurata è la capacità di fungere da "contropunta viva" completamente sincronizzata. Per gli alberi lunghi e sottili, possiamo programmare il sottomandrino per afferrare l'estremità libera del pezzo, fornendo un supporto rigido che smorza le vibrazioni, migliora la finitura superficiale e consente un taglio molto più rapido.

Quali sono i vantaggi di produttività di un tornio a doppio mandrino rispetto ai torni CNC standard?

Un tornio CNC standard è un cavallo di battaglia, ma ha un grande punto debole: crea un magazzino di prodotti in corso di lavorazione (WIP) che intasa l'officina e impegna il capitale.

Un tornio a doppio mandrino elimina il WIP completando il pezzo in un solo ciclo. Esegue simultaneamente OP10 e OP20, trasformando un processo a più fasi in un'unica operazione automatizzata e senza soluzione di continuità.

Il salto di produttività è enorme perché attacca tutti i tempi "non a valore aggiunto" del processo. Su un tornio standard, si esegue l'OP10, poi un operatore scarica i pezzi. I pezzi rimangono poi in un contenitore, in attesa. Vengono spostati su un'altra macchina, rifissati e riqualificati prima di poter iniziare la OP20. Tutto questo tempo di movimentazione, trasporto e stoccaggio è uno spreco.

A tornio a doppio mandrino³ elimina questi sprechi. Ancora meglio, consente di lavorazione sovrapposta⁴. Mentre il sottomandrino è impegnato a eseguire OP20 sul primo pezzo, il mandrino principale ha già iniziato a lavorare OP10 sul pezzo successivo dalla barra. Il tempo di ciclo totale non è più OP10 + OP20, ma semplicemente il tempo dell'operazione più lunga. Questa lavorazione parallela è un moltiplicatore di forza fondamentale che le macchine monomandrino non potranno mai eguagliare, trasformando due operazioni in una sola.

In che modo un tornio a doppio mandrino può ridurre il tempo di ciclo e il costo per pezzo nella produzione?

La vostra offerta è competitiva, ma i lunghi tempi di ciclo e gli alti costi di manodopera si stanno mangiando i vostri profitti. Dovete produrre pezzi in modo più rapido ed economico senza sacrificare la qualità.

Un tornio a doppio mandrino attacca i costi da ogni punto di vista: riduce i tempi di ciclo grazie alla lavorazione in parallelo, elimina il lavoro manuale per la movimentazione dei pezzi e migliora la qualità eliminando gli errori di reimpostazione.

La giustificazione finanziaria di una macchina a doppio mandrino è schiacciante se si considera il costo totale per pezzo. In alcuni casi reali, il passaggio di un pezzo complesso da un processo multimacchina a un'unica configurazione a doppio mandrino ha portato a una riduzione del costo totale per pezzo. Riduzione di 10 volte del tempo di ciclo⁵.

Questo risultato si ottiene attaccando ogni fonte di scarto. Il processo "Done-in-One", soprattutto se abbinato a un alimentatore di barre e a un raccoglitore di pezzi, consente una vera e propria produzione "light-out". Possiamo caricarlo con il materiale, avviare il ciclo e lasciarlo funzionare senza sorveglianza durante la notte, producendo centinaia di pezzi finiti. Questo riduce drasticamente i costi di manodopera diretta e massimizza il rendimento del nostro investimento. Inoltre, lavorando tutti gli elementi in un unico serraggio, la concentricità e l'allineamento tra gli elementi anteriori e posteriori sono quasi perfetti. Questo aumenta la resa dei pezzi buoni da 80% a oltre 95% in alcuni casi, riducendo gli scarti e i costi di rilavorazione.

Quali sono i settori e le applicazioni che traggono maggiore vantaggio dalle capacità dei torni CNC a doppio mandrino?

La vostra officina produce un'ampia varietà di pezzi. Come si fa a sapere se una macchina a doppio mandrino è l'investimento giusto per il vostro specifico tipo di lavoro?

I settori che necessitano di pezzi complessi con caratteristiche su entrambe le estremità sono quelli che ne traggono i maggiori vantaggi. Tra questi, l'automotive per i componenti della trasmissione, il medicale per gli impianti chirurgici e l'aerospaziale per i raccordi ad alta resistenza.

Sebbene molte officine possano trarne vantaggio, questa tecnologia è un vero e proprio cambiamento di rotta per applicazioni specifiche, dove i vantaggi sono più evidenti.

Alto volume e alta precisione⁶

• Automobile: L'incessante richiesta di milioni di parti identiche di motori, trasmissioni e drivetrain a basso costo rende questa tecnologia essenziale.
• Medico: Perfetto per la produzione di impianti ortopedici complessi come viti ossee e strumenti chirurgici in materiali resistenti come il titanio, dove il processo "Done-in-One" garantisce la precisione richiesta.
• Aerospaziale e difesa: Ideale per elementi di fissaggio ad alta resistenza, raccordi idraulici e componenti di sistemi di guida in cui l'allineamento delle caratteristiche e l'affidabilità sono irrinunciabili.

Geometrie ideali dei pezzi⁷

Pensate a qualsiasi parte che richieda un lavoro su entrambi i lati:

• Alberi e assi: Questi pezzi hanno quasi sempre caratteristiche come filettature, scanalature o fori trasversali su entrambe le estremità.
• Valvole e raccordi: Candidati perfetti che richiedono la tornitura, la filettatura e l'apertura interna su più facce, dove il rapporto tra le caratteristiche è fondamentale.

Conclusione

Un tornio CNC a doppio mandrino è una strategia di produzione. Abbracciando la produzione "Done-in-One", elimina gli sprechi, aumenta la produttività e offre un costo inferiore per pezzo, fornendo un vantaggio competitivo decisivo per qualsiasi azienda moderna.

---