Un tornio come nessun altro
L'acceleratore di particelle Petra III è un tornio unico appositamente realizzato che, unito alla proficua collaborazione con l'università svedese di Linköping, ha contribuito a fare di Seco la prima azienda al mondo in grado di eseguire studi a livello atomico in tempo reale di come il processo per asportazione di truciolo influisca sul materiale.AVERE LA CAPACITÀ DI STUDIARE I CAMBIAMENTI NELLA ZONA DI TAGLIO DEGLI INSERTI DURANTE UNA LAVORAZIONE PER ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO È STATO PER PIÙ DI UN DECENNIO L'OBIETTIVO INAFFERRABILE DEL SETTORE E DEL MONDO ACCADEMICO.
Forse la sfida principale è stata costruire un'attrezzatura adatta per l'uso con l'acceleratore di particelle Petra III, il dispositivo utilizzato presso il centro di ricerca DESY di Amburgo, in Germania, per eseguire i test. Il tornio doveva essere sufficientemente piccolo e leggero per poter eseguire le normali operazioni di tornitura nell'acceleratore e, allo stesso tempo, stabile, rigido e resistente al calore.
I raggi X ad alta energia generati nel Petra III sono più sottili di un capello ma l'energia che emettono ha un impatto sugli oggetti in cui penetrano. Questi oggetti devono rimanere stabili in modo tale che il fascio, indirizzato con precisione, possa produrre misurazioni accurate. Solo una persona è riuscita a costruire una macchina che soddisfacesse i requisiti per l'uso in questo tipo di esperimenti: Janne Eriksson, che lavora a Fagersta per Seco
Originario della concreta regione svedese Dalarna, Eriksson ha una formazione da tecnico ed un forte interesse generale per la tecnologia. Ha quindi tutte le caratteristiche necessarie per risolvere una sfida di costruzione tanto particolare. Nonostante Eriksson fosse perfetto per questo compito, molti altri hanno tentato di ottenere lo stesso risultato e lui stesso ammette di aver trascorso diverse notti insonni con l'avvicinarsi della scadenza del progetto. L'idea decisiva per la costruzione della struttura, cioè il cuore del tornio, è venuta da una fonte apparentemente insolita.
"Mi sono documentato sull'argomento, ci ho pensato, ho letto molto sulla costruzione sostenibile e ho cominciato a chiedermi se non fossi bloccato. Poi un giorno mi sono seduto in officina ed ho lasciato vagare i miei pensieri. Lo sguardo mi è caduto sull'estintore e mi sono improvvisamente reso conto del fatto che poggiava su una trave ad H che sosteneva l'intero tetto. In quell'istante ho avuto l'idea su cui si è basato lo sviluppo della struttura".
Eriksson è riuscito a realizzare la sua idea lavorando a stretto contatto con i suoi colleghi del centro tecnico di Seco Tools a Fagersta. Una volta completate le prove, sono emerse nuove sfide durante l'installazione in loco del tornio in una delle linee di fascio dell'acceleratore di particelle. Tra le altre cose, è stato necessario apportare modifiche per adattare il tornio alla nuova impostazione. In questa fase Eriksson aveva ancora delle perplessità sul progetto.
Eriksson racconta: "Ho pensato "Ok, ora la macchina è nell'acceleratore, sta facendo ruotare un pezzo di metallo da 30 kg ed è completamente esente da vibrazioni. Ma per quanto ancora funzionerà così bene? Qualche minuto?". Tuttavia, le mie riserve si sono rapidamente dileguate e la macchina ha funzionato per giorni. Nell'ultimo anno ci siamo recati presso il Petra III per assemblare e smontare il tornio per le varie prove ed i risultati sono sempre stati positivi".
Lo sviluppo del tornio è stato parte di Project X-Cut, un consorzio tra l'istituto di ricerca tedesco HZG Geesthacht, Seco Tools e l'Università di Linköping. Il responsabile Seco per questa collaborazione è Mats Johansson Jõesaar, un esperto in ricerca e sviluppo, che lavora nella divisione per lo sviluppo dei materiali e delle tecnologie di Seco Tools.
Johansson Jõesaar è orgoglioso e felice, sia come ricercatore che come dipendente Seco, del successo ottenuto da questo tornio e delle opportunità che offre per capire meglio in che modo i materiali reagiscono durante la lavorazione per asportazione di truciolo. Sebbene ci siano già delle conoscenze riguardo al processo, le nuove opportunità ora disponibili per studiare i materiali a livello atomico saranno di grande importanza per lo sviluppo di rivestimenti e materiali.
"Man mano che la conoscenza di come la lavorazione influisca sul materiale, abbiamo nuove possibilità di personalizzarne le proprietà, come ad esempio aumentare la durata dell'inserto e ridurre l'usura sui prodotti", afferma Johansson Jõesaar. "Grazie a questa più ampia comprensione, Seco sarà in grado di realizzare prodotti più efficienti con livelli più elevati di riproducibilità. Questa conoscenza a livello atomico dei materiali durante il processo di lavorazione crea i presupposti per lo sviluppo della nuova generazione di materiali e prodotti. Seco è la prima azienda di lavorazione dei metalli al mondo a farlo e può contare su un grande vantaggio".
4 DOMANDE PER JENS BIRCH
SECO TOOLS E L'UNIVERSITÀ DI LINKÖPING collaborano dal 2010. Alcuni dottorandi hanno collaborato in tempo reale agli studi dei rivestimenti Seco mediante tecnologia a raggi X.
Perché il vostro istituto collabora col settore?
"In poche parole, stiamo cercando di semplificare il processo per capire meglio i materiali. È importante che la nostra ricerca sia vicina alla realtà ed è quindi normale prendere come riferimento i problemi del settore. Spesso, quando troviamo delle risposte, aumenta anche la conoscenza che a sua volta genera nuovi interrogativi e nuove idee per nuovi materiali. È davvero un modo divertente di lavorare".
Quali sfide state affrontando con Seco Tools?
"Collaboriamo da molto tempo eseguendo, fra gli altri, studi in tempo reale sugli effetti della pressione, della temperatura e delle altre variabili che influenzano le caratteristiche degli strati quando vengono utilizzati. Osserviamo pochi strati per volta per capire meglio le caratteristiche di ciascuno e interpretare i risultati che vediamo. L'intensità dei raggi X del Petra III offre opportunità uniche in quest'area in termini di numero di punti di misurazione e quantità di dati. Un solo secondo con Petra III dà più informazioni di diversi giorni di misurazione con la nostra apparecchiatura ai raggi X".
Come descrivereste il tornio sviluppato da Seco Tools?
"Si tratta di uno strumento di ricerca unico con tutta la precisione richiesta per eseguire studi avanzati in tempo reale".
Quali altre attività svolgerete con i risultati ottenuti dal Petra III?
"I risultati ci forniranno nuove conoscenze su come la lavorazione influisca sui vari strati. Ciò significa che possiamo compiere ulteriori passi avanti, come ad esempio studiare in che modo il pezzo in lavorazione, il truciolo e l'inserto si influenzano reciprocamente in tempo reale durante la tornitura. Questo a sua volta apre nuovi campi di indagine".
