Controlli CNC con prestazione elevate per ruote dai risultati eccezionali

Leader di mercato nella lavorazione meccanica

BBS Motorsport si affida ai centri di tornitura e fresatura con controlli FANUC

La lavorazione meccanica di pezzi grezzi fucinati e fusi nelle ruote per i piloti di Formula 1 e altri veicoli da corsa è una corsa contro il tempo. Il produttore leader BBS Motorsport raggiunge risultati eccezionali con una macchina che integra centri di lavoro Matsuura. La tecnologia di controllo e azionamento preferita è fornita dal leader del mercato mondiale FANUC.

Non è difficile notare che Roman Müller, direttore responsabile di BBS Motorsport GmbH, è appassionato di sport motoristici. Parla con entusiasmo dei cerchi in lega sviluppati e prodotti dalla propria azienda, e dei successi che questa ottiene da 40 anni su ruote BBS in ogni categoria di sport motoristico. Un esempio: Michael Schuhmacher ha vinto tutti i campionati mondiali con la Ferrari su ruote BBS.

Non sorprende quindi che Roman Müller abbia standard così elevati per se stesso e il proprio team di esperti: "Collaborando con le scuderie più importanti, vogliamo sviluppare i migliori cerchi in lega al mondo in grado di fornire quel vantaggio decisivo di 1/100° di secondo".

Partner di successo per gli sport automobilistici da 40 anni

La storia dell'azienda è segnata da numerose fasi decisive di sviluppo. Già nel 1972 BBS (fondato in 1970) produceva ruote a tre pezzi, costituite da un mozzo centrale, nonché un cerchione esterno e uno interno. Anche se questi ultimi sono disponibili in diverse misure in inventario, il mozzo premontato viene regolato su misura in veicoli specifici. Mediante il sistema modulare, è possibile creare molte versioni in rapporto a larghezza, offset cerchioni e diametro. "Una singola ruota del genere è completata entro una settimana", afferma Roman Müller, "e il cliente può guidare il veicolo sportivo in pista".

Le ruote a tre pezzi rimangono popolari, ma oggi vengono utilizzate prevalentemente ruote in lega monopezzo fuse o forgiate in un unico pezzo solido. Combinano la leggerezza delle leghe speciali con la massima stabilità, senza presentare punti deboli, come evidenzia Roman Müller. Per garantire questi risultati, sono sottoposte a molteplici controlli di produzione in BBS Motorsport, la prima volta prima della lavorazione meccanica, in modo da garantire che la qualità del materiale sia conforme agli standard. Dopodiché vengono eseguite misurazioni durante il processo sulle macchine utensili e infine un'ispezione tridimensionale completa nella sala metrologica.

Per quanto riguarda peso, rigidità e resistenza, BBS ha posto una pietra miliare con lo sviluppo della ruota di magnesio forgiato. Secondo Roman Müller è stato un enorme successo: "All'inizio degli anni '90, la Ferrari è stata la prima scuderia a utilizzare le nostre ruote in magnesio forgiato per la Formula 1. Oggi quelle ruote sono diventate uno standard, e purtroppo non siamo più gli unici produttori".

BBS Motorsport eccelle attraverso innovazioni che hanno stabilito nuovi standard dal punto di vista della lavorazione meccanica, non solo per quanto riguarda i materiali. Ad esempio, il rapporto tra peso e stabilità può essere ottimizzato mediante la fresatura dei raggi. In tal modo, vengono rimosse parti della ruota non rilevanti per la rigidità, quindi viene eliminata la zavorra inutile. Questa tecnologia originariamente sviluppata da BBS ora è emulata da molti altri.

Un passo avanti anche nella lavorazione meccanica

Per eseguire tali complesse procedure di lavorazione meccanica in modo economico, il produttore di ruote deve essere perfettamente attrezzato nel reparto di produzione. Per la lavorazione meccanica, Roman Müller si è affidato a due fornitori essenziali: Mori Seiki fornisce le macchine di tornitura e Matsuura le fresatrici. Ciò che il proprietario della società apprezza di più di questi fornitori è la qualità elevata a lungo termine. Il fornitore per sport motoristici elogia anche i centri di lavoro Matsuura per la loro velocità: "Quando iniziammo con la lavorazione meccanica ad alta velocità nel 1999, testammo i centri di vari produttori. Per i nostri requisiti di lavorazione meccanica di lega leggera, la macchina FX70 di Matsuura fornì i migliori risultati in assoluto".

A quel tempo, BBS in genere riceveva i pezzi grezzi non finiti pre-forgiati in prossimità dei contorni finali, pertanto erano necessarie solo minime routine di fresatura e foratura. Per produrre i cosiddetti pezzi grezzi semifiniti, era necessario investire su utensili di forgiatura molto costosi, ma questo era effettivamente realizzabile solo con numeri di unità più elevati, che sono rari nelle corse automobilistiche.

Così il team di Roman Müller cercò un'alternativa e la trovò nella lavorazione meccanica ad alta velocità dei pezzi grezzi forgiati come disco di ruota. Per mezzo dei macchinari di tornitura e fresatura, questi potevano essere trasformati in qualsiasi contorno desiderato, specifico per il cliente con elementi di stile personalizzati. Roman Müller spiega: "se si investe su uno stampo di forgiatura costoso, si è vincolati per anni. Con la nostra fresatrice a 5 assi, abbiamo guadagnato flessibilità, possiamo realizzare idee entro 2 settimane e presentarle al cliente".

Tecnologia CNC e di azionamento del leader del mercato mondiale

Negli anni seguenti, BBS Motorsport è rimasta fedele al produttore Matsuura. Il responsabile della produzione Francisco Serrano ricorda: "Per anni abbiamo utilizzato macchine utensili con tecnologia di controllo e di azionamento di FANUC e siamo sempre stati molto soddisfatti. I prodotti sono di qualità eccezionale e in tutti questi anni non abbiamo mai avuto alcun problema. La struttura del menu del controllo CNC, inoltre, è molto semplice. Nel 2007 abbiamo deciso di ordinare macchine Matsuura con il controllo CNC FANUC serie 30i-A." Serrano evidenzia anche un vantaggio che deriva dall'uniformità del produttore CNC, in base al quale i lavoratori competenti con familiarità con i prodotti FANUC possono essere facilmente assegnati ad altre macchine senza alcuna formazione aggiuntiva. La varietà ridotta di controlli, inoltre, consente di ridurre costi di formazione ed eventuali errori.

Gli operatori della macchina sono in primo luogo responsabili dei programmi CN (controllo numerico) e sono supportati da pianificatori del lavoro che utilizzano un sistema CAD/CAM esterno, in particolare per elementi di progettazione con forme sofisticate. A tale scopo, il lavoratore riceve subroutine complete che può combinare con i propri cicli di foratura e tornitura per assemblare programmi principali e integra i programmi di misura necessari per eseguire un'ispezione durante la lavorazione. Anche se sembrano complesse, queste operazioni possono essere facilmente gestite con Manual Guide, il software di programmazione per officina di FANUC che unisce sostanzialmente due ambienti grazie a una semplice programmazione tramite finestre di dialogo, da una parte, e al supporto della programmazione in DIN ISO o con macro dall'altra. Di conseguenza ogni utente, a seconda dei requisiti e delle conoscenze individuali, può scegliere il metodo di programmazione ottimale. I diversi metodi, inoltre, possono facilmente essere combinati tra loro e i programmi DIN ISO esistenti possono essere inseriti facilmente e ulteriormente modificati.

Funzioni CNC utili

Nella lavorazione delle ruote, BBS Motorsport cerca di trovare il compromesso ottimale tra tempi di lavorazione brevi e finitura delle superfici di qualità elevata. Il supporto è fornito dal controllo CNC FANUC serie 30i-A, progettato appositamente per la lavorazione meccanica a 5 assi ad alta velocità (HSC), di cui sono dotati i centri di lavoro Matsuura MAM72-63V. Ciò significa che non solo è molto veloce, ma anche che è in grado di eseguire un numero di funzioni software disponibili per la lavorazione a cinque assi, al fine di utilizzare in modo ottimale la potenzialità esistente della macchina. Per l'uso con macchine HSC, offre il sistema di controllo di alimentazione AICC. Nel controllo AICC (Artificial Intelligence Contour Control), FANUC ha raggruppato funzioni che ottimizzano le routine di accelerazione e frenatura e che possono regolare automaticamente le velocità per la lavorazione degli angoli o dei segmenti di un cerchio. Di conseguenza, la funzionalità AICC sostituisce in parte un controllo avanzato, garantendo che l'utensile possa seguire il canale prescritto con un alto grado di precisione dei contorni.

Si tratta di un vantaggio, ad esempio, quando si lavora con studi di progetto di difficile implementazione, come spiega il responsabile Francisco Serrano: "Di recente abbiamo dovuto seguire il contorno di fori il cui diametro partiva da 0,4 mm e aumentava sempre più. Anche per raggi molto piccoli, i bordi dovevano essere ben delineati, esigenza che richiedeva una complessa lavorazione durante la fresatura. Con le macchine Matsuura con controllo FANUC, siamo stati in grado di ottenere risultati perfetti."

In genere il team di produzione BBS tenta di utilizzare velocità fino a 27.000 giri/min^-1 per la lavorazione meccanica di leghe leggere. Per l'alluminio, il sistema utilizza velocità di avanzamento da 8 a 10 m/s, per il magnesio da 12 a 14 m/s (per un'alimentazione di 5 mm). Per facilitare l'impostazione dei parametri, BBS utilizza la funzione Machining Level Condition fornita da CNC 30i-A di FANUC, che consente all'utente di pesare i fattori di precisione, velocità e finitura superficiale. Dopodiché, il controllo compone in modo indipendente il set di parametri ottimale. In tal modo, viene sfruttata anche la capacità del controllo di elaborare le spline e di ottimizzare la qualità della finitura superficiale mediante la funzione Nano Smoothing 2. Francisco Serrano: "Insieme ai tecnici di applicazioni di Matsuura, definiamo i dati di taglio e le finiture superficiali richieste e, con l'ausilio di questa funzione, li configuriamo su tutte le macchine. Ciò garantisce sempre ottimi risultati di lavorazione meccanica".

Apprezza inoltre l'altissima disponibilità di tutti i componenti FANUC: "Negli ultimi 12 anni, abbiamo richiesto solo un totale di quattro interventi di assistenza clienti FANUC. Di questi, un intervento è stato effettuato per causa nostra, due a causa di usura del materiale e uno solo a causa di una scheda d'accesso difettosa". Il direttore di produzione, infine, riassume come segue: "In definitiva, sebbene le macchine e le relative prestazioni siano determinanti, la nostra esperienza con i controlli e gli azionamenti FANUC è stata così positiva che questi componenti sono fattori codeterminanti nella nostra scelta di acquistare una macchina utensile".

Ruote per gli sport automobilistici internazionali

Che si tratti di gare di Formula Uno, serie IndyCar, 24 Ore, rally o serie Trofeo di marca, numerose scuderie fanno affidamento sugli oltre 40 anni di esperienza nello sviluppo e nella produzione di modelli di ruote di alta gamma, realizzati in alluminio o magnesio, che BBS Motorsport è in grado di offrire. Gli specialisti, con nuova sede a Haslach i. K., forniscono ruote completamente forgiate o in più parti che hanno sempre l'obiettivo di essere estremamente aerodinamiche, con peso minimo e rigidità ideale. L'azienda, che attualmente impiega 26 dipendenti, ha una capacità annua di circa 12.000 cerchi in lega leggera. Oltre alle scuderie, gli automobilisti privati sono tra i clienti più importanti, da cui proviene circa il 40% di tutti gli ordini. Dopo un periodo difficile dal punto di vista economico a seguito del fallimento della società madre originale, il team di successo BBS Motorsport ha creato una nuova società "GmbH" tedesca, o società SPA, nel 2012. Il principale azionista è un'azienda giapponese che per anni ha portato le ruote forgiate BBS sulle strade asiatiche.