La fresa può essere considerata un macchinario semplice, almeno per quanto riguarda il principio costruttivo. Le macchine professionali però (utilizzate da chi con la fresa lavora ore ed ore) sono integrate da tutta una serie di ulteriori dispositivi volti ad aumentarne la precisione e facilitarne l’utilizzo.
La fresa
Per fresa si intende una macchina utensile che viene utilizzata per la lavorazione di parti metalliche, in legno ( o in altri materiali) in forme complesse. Spesso impropriamente al posto del termine fresa si utilizza la parola fresa: le due parole non possono essere considerate sinonimi; per fresa si intende l’intero attrezzo, per fresa si intende solo una parte di questo, in particolare le punte che vengono utilizzate da questa macchina (il vocabolo fresa deriva dal francese fraise che significa fragola, ad indicare la forma particolare delle punte).
Talvolta viene anche utilizzato un altro termine, fresalatrice, che sta ad indicare un tipo particolare di fresa, sempre più diffuso, che è in grado di realizzare lavori di alesatura( questa operazione è una lavorazione meccanica che serve a correggere il diametro dei fori, chiamato alesaggio, o l’assialità, che sono stati realizzati precedentemente con il trapano): questo è possibile grazie all’estrema precisione nel controllo dei movimenti e della stabilità.
Fresatura
L’operazione di fresatura consiste nell’asportare porzioni di legno, o altro materiale, attraverso un attrezzo rotante. In questo modo è possibile ottenere delle forme, chiamate modanature e che possono essere rotondità o scanalature di diverso tipo; si possono effettuare anche tagli di ruote dentate a denti dritti o elicoidali, tagli di filettature, per ruote dentate coniche, o per qualsiasi altra sagoma. Il vantaggio principale delle frese è proprio quello di avere pochissimi limiti nelle forme che questa è in grado di realizzare, e soprattutto di riuscire a svolgere, attraverso un solo programma di lavoro, diverse operazioni complesse di foratura, alesatura, taglio, arrotondamento, rettifica …
Ci sono tre modi fondamentalmente per attuare un’operazione di fresatura: attraverso frese a codolo che vengono montate semplicemente su un trapano ( questo sistema può essere utilizzato per superfici limitate e modanature semplici, infatti il trapano viene utilizzato a mano libera); un secondo modo per fresare è quello con il trapano con le relative frese montate a colonna e attraverso appositi piani per fresare (avendo la possibilità di lavorare in modo fisso, si fa scorrere il legno da modanare; il risultato dipende soprattutto dalla potenza del trapano); con queste è possibile ottenere una buona fresatura se c’è una buona velocità di rotazione del trapano. Inoltre in commercio esistono le frese integrali dotate di particolari caratteristiche.
Funzionamento della fresa
Nella sua forma più semplice la fresa è formata da un motore, generalmente abbastanza potente, su cui è fissata, attraverso un mandrino (meccanismo che permette di stringere e tenere fermo qualsiasi pezzo, di ogni forma e indipendentemente dal diametro, allo scopo di permettere di eseguire su esso qualsiasi tipo di lavoro) una punta con delle lame (fresa); queste lame ruotano sull’asse della punta stessa. Il principio su cui si formano le frese è lo stesso del trapano: la differenza sta nel fatto che il trapano è progettato per tagliare l’utensile sulla punta, mentre le frese svolgono l’azione di taglio sul lato dell’utensile (il materiale viene eroso e non forato).
Le frese poi devono essere in grado di spostarsi, scorrendo sulla superficie di ciò che si vuole lavorare. Questo può avvenire in due maniere differenti, che caratterizzano diversi tipi di fresa.
La fresa orizzontale è costituita da un piano orizzontale X-Y e da un gruppo di taglio che è montato su una guida laterale. Questo tipo di macchina è utilizzata soprattutto per spianare blocchi di materiale o per realizzare incavi, tasche e fessure. Le frese orizzontali si trovano a volte in catena per realizzare sistemi di produzione complessi; le frese di questi utensili sono molto costose e specializzate nel tipo di opera che si deve realizzare.
Le frese verticali hanno un piano orizzontale X-Y e un’asse verticale Z sulla quale è montato il motore.
La combinazione del movimento lungo i tre assi permette percorsi tridimensionali: la macchina effettuando movimenti sull’asse Z può eseguire fori e alesature. A questi tipi di macchina si aggiungono anche i “centri di lavoro” che anno la caratteristica di avere 4 o più assi. Esistono infine le frese universali, che derivano da quelle orizzontali, ma che differiscono da queste per il gruppo di sostegno del pezzo.
Le frese universali hanno inoltre delle caratteristiche particolari che rendono possibili una grande quantità di lavorazioni. Queste sono dotate di una slitta in più, formata da una piastra girevole attorno all’asse verticale. La piastra è posta sotto la tavola e permette di orientare l’asse longitudinale della tavola secondo angoli variabili da 0° a 45°. Queste frese inoltre dispongono anche di una testa a dividere, chiamata più semplicemente divisore, che serve ad eseguire scanalature su alberi, scanalature di maschi, per la realizzazione di ruote dentate e per altri lavori nei quali è necessario eseguire divisioni di ampiezza regolare assegnata, o dividere in parti uguali una circonferenza. Gli spostamenti che si possono dare al pezzo da lavorare sono i tre moti di traslazione x, y, z e la rotazione del pezzo attorno all’asse z.
Accessori per la fresa
Le frese possono essere controllate attraverso sistemi computerizzati (in questo caso la macchina è detta “a controllo numerico” o CNC –computer numerical control- ) oppure manualmente. Le fresalatrici moderne CNC hanno spesso dispositivi automatizzati che provvedono alla sostituzione automatica delle punte, rendendo in questo modo completamente meccanizzato l’intero processo produttivo (ciò significa che partendo da un materiale grezzo, è possibile, senza alcun intervento umano, con una lavorazione economica e veloce, ottenere un pezzo finito).
Le frese sono macchine molto solide nella struttura perché devono essere in grado di assorbire tutte le vibrazioni generate dalla testa motorizzata, senza permettere alla macchina di oscillare. Nel momento in cui il lavoro di fresatura viene condotto a velocità molto alte (si può arrivare a decine di migliaia di giri al minuto) oppure su materiali molto duri, diventa necessario utilizzare dei lubrificanti per permettere il raffreddamento delle punte e ridurre gli sforzi.
Allo stesso tempo il lubrificante ha anche il pregio di trattenere le polveri e i trucioli, che in questo modo escono più ordinatamente evitando così anche il consumo delle frese. Un meccanismo molto importante è il meccanismo che regola la profondità di fresatura; è opportuno che sia ben visibile un’indicazione millimetrata, con un chiaro segno di riferimento, che serve ad evitare di commettere errori di approssimazione. Un altro consiglio che si può dare è che la piastrina dove vengono segnati i millimetri sia in metallo ed infissa piuttosto che incollata. Al momento dell’acquisto conviene anche verificare che ci siano alcuni accessori compresi nel prezzo, come la guida per i tagli paralleli e l’asta compasso che serve alla realizzazione di fresature circolari.
Si deve inoltre tener conto del fatto che i diversi modelli di questa macchina offrono differenti possibilità di inserimento dei codoli: è utile scegliere quelle con diametro maggiore dal momento che su queste si possono montare anche codoli dal diametro inferiore. Una delle caratteristiche fondamentali delle frese è il tipo di fresa; nei “centri di lavoro” le frese sono standardizzate, mentre per le altre frese, lo sono in misura minore.
Le frese possono montare punte, comprendenti le lame su un unico pezzo e il gambo d’attacco al mandrino o di tipo “a inserti” che sono costituite appunto da inserti di blocchetti taglienti in materiali tecnoceramici. Il primo tipo di frese è utilizzato soprattutto nella prototipazione rapida ( una tecnologia che rende possibile la produzione, in breve tempo e senza l’uso di utensili, di oggetti di geometria complessa, direttamente dal modello matematico dell’oggetto realizzato con un sistema CAD tridimensionale). L’altro tipo è utilizzato per lavorazione di grandi pezzi o materiali molto duri.
Tipi di fresa
I tipi più utilizzati di frese sono: la fresa cilindrica da taglio, che generalmente è abbastanza lunga, con le lame che corrono lungo tutta la lunghezza dello stelo, fino al mandrino. Le lame hanno forma spiraliforme o elementi che tagliano con apposite sagome, che possono eventualmente esser montata a spirale.
Questa tipologia serve a spianare pareti verticali in modo uniforme. Nella fresa cilindrica da spianatura le lame stanno nella parte anteriore e penetrano il materiale con un movimento verticale intaccandolo per cominciare la realizzazione di fori e tasche. Le frese sferiche poi vengono utilizzate per lavori di finitura, in quanto servono ad eliminare i “gradini” dei passaggi delle frese di dimensioni maggiori che sono state precedentemente utilizzate durante la sgrossatura. Effettuando passate molto ravvicinate la superficie che ne risulta è estremamente uniforme, in caso contrario è possibile che risultino visibili delle piccole onde.
Questo tipo di fresa viene utilizzato anche per attuare smussi e raccordi in cavità profonde ed in raggi molto piccoli. La fresa troncoconica è disponibile in una vasta gamma di versioni e può essere utilizzata per differenti tipi di lavori. Infine esistono frese di forme particolari che servono per lavorazioni più specifiche. Possono ad esempio essere coniche, ellittiche (ad esempio per speciali tipi di raccordo), oppure a punta (impiegate nel caso in cui servono forature)…
Nelle frese è sempre presente un portautensili, il quale può montare blocchetti di forme differenti: triangolari, romboidali, quadrati … lo standard di fissaggio più diffuso per il portautensili, soprattutto negli USA è il CAT. Tutti gli utensili CAT (detti anche “con flangia a V” ) sono i più comuni e i più vecchi. Furono inventati dalla Caterpillar Inc. (nell’Illinois) con lo scopo di standardizzare tutti i diversi tipi di utensile che venivano impiegati sui loro macchinari. Questi portautensili sono disponibili in un vasto assortimento di misure, chiamate CAT-30, CAT-40, CAT-50 (il numero si riferisce alla conicità)… Oltre al sistema CAT recentemente è utilizzato anche il sistema BT Tooling. In Europa quello maggiormente utilizzato è chiamato HSK ed è ritenuto il migliore per le alte velocità ( è caratterizzato dall’avere un sistema di bloccaggio ei taglienti in una cavità interna al portautensili). Le frese più diffuse sono attualmente quelle prodotte da Milwaukee, Dewalt e Craftsman.
Consigli
Ecco ora alcuni suggerimenti che possono indirizzare l’acquisto di questo prodotto: dal momento che la fresa è una macchina potenzialmente pericolosa, è consigliabile che l’interruttore sia a portata di mano (magari addirittura montato sulle impugnature). Per rendere più comodo, semplice, preciso e veloce il lavoro di fresatura è utile che la profondità di corsa sia regolabile comodamente ad esempio con una cremagliera munita di un valido regolatore della corsa e da una leva di blocco a portata di dito. Un altro elemento da valutare è l’eventualità di pre-regolare la possibilità delle passate, fino al raggiungimento di quella definitiva senza troppo sforzo per il motore e senza surriscaldare le frese.
Sicuramente nel momento in cui dobbiamo acquistare una fresa ci conviene verificare che sia possibile cambiare le frese senza dover necessariamente smontare la macchina intera. Nella scelta delle frese che meglio si adattano alle nostre esigenze inoltre è indispensabile tener conto della potenza (espressa in cavalli) che misura la forza del motore della fresa. Ovviamente quanto più un motore è potente, tanto più la macchina sarà in grado di eseguire opere su materiali più resistenti.
Migliori marche
http://www.avantec.de
Avantec è considerata una delle aziende leader nel campo della fresatura. Fondata nel 1989, grazie ad idee sempre innovative, alla qualità dei propri prodotti ed una pronta assistenza ai clienti, Avantec è una giovane realtà, garanzia di affidabilità a livello mondiale. L’Azienda si è sempre impegnata nella ricerca tecnologica che, unitamente all’alta formazione dei propri collaboratori, rende Avantec un punto di riferimento per tutti i clienti che esigono serietà e competenza.
http://www.dormertools.com/
Dormer Italia è un’Azienda specializzata nella produzione di utensili in metallo duro. Attenta da sempre all’ambiente, controlla il ciclo dell’intera produzione perché si minimizzino al massimo i danni ambientali. Ogni singolo dipendente lavora attivamente per migliorare la produzione e realizzare un prodotto di qualità. Le numerose certificazioni attestano l’affidabilità dei prodotti Dormer, noti in tutto il mondo e prodotti, grazie ad una serie di filiali, in ben 40 paesi.
http://www.engiei.it/
EN.GI.EI. è un’ Azienda italiana affermata sia sul territorio nazionale sia all’estero, con una considerevole presenza in Europa e in Africa. EN.GI.EI. fabbrica accessori per serramenti in alluminio in una vasta struttura che comprende reparto di produzione, confezionamento, progettazione e assistenza clienti. A questi ultimi l’Azienda riserva prodotti di qualità e per tutte le esigenze; è possibile, infatti, poter personalizzare i propri articoli con l’aiuto di tecnici specializzati.
http://www.secotools.com/
L’Azienda Seco è nata all’inizio degli anni Trenta. Il piccolo stabilimento produceva acciaio super rapido, molto utile e remunerativo. Negli corso degli anni, l’Azienda ha sviluppato moderne tecniche di produzione che hanno permesso di realizzare nuovi metalli, migliori dell’acciaio ultrarapido e che hanno ottenuto immediatamente un grande riscontro di mercato. Attualmente Seco è fortemente orientata ad una politica ambientale, che mira al ridurre al massimo i rischi legati al ciclo produttivo attraverso programmi manageriali annui.
http://www.arno.de/
L’Azienda Karl-Heinz Arnold GmbH è specializzata nella produzione e distribuzione di utensili ad alta precisione sin dagli anni Sessanta. Le prime produzioni di utensili di troncatura/scanalatura si sono imposti in breve tempo sul mercato nazionale, ma grazie alle costanti tecniche di ricerca e innovazione, oggi l’Azienda può contare su un altissimo fatturato derivante dall’export mondiale. Karl-Heinz Arnold GmbH inoltre, fornisce ai propri clienti un vasta gamma di utensili per le lavorazioni più disparate, con sistemi caratterizzati da qualità ed alte prestazioni tecniche.
