Un approfondimento sulla tecnologia multifilo. Scopri i componenti chiave, dal sistema a tensione costante ±0,5 N al robusto telaio HT250, che consentono un taglio di alta resa e precisione.

Per ingegneri e specialisti degli acquisti, comprendere la tecnologia alla base di una macchina è fondamentale per valutarne prestazioni e affidabilità. Questo articolo offre un approfondimento tecnico sull'architettura di sistema e sui componenti principali della DINOSAW Multifilo Intelligente, spiegando come il suo design permette risultati superiori nella produzione di lastre di pietra.

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Cos'è un Multifilo?

In termini ingegneristici, il multifilo è una macchina utensile specializzata progettata per la produzione ad alto volume di lastre da grandi blocchi di materiale, principalmente pietra. Utilizza una serie di fili diamantati paralleli (di solito 0,45–0,6 mm di diametro) che si muovono ad alta velocità (es. 30 m/s) per effettuare tagli simultanei. Questo metodo genera un solco di taglio molto stretto, circa 0,5 mm, riducendo notevolmente lo spreco di materiale rispetto alle segatrici a lama singola tradizionali.

La funzione principale della macchina è trasformare grandi blocchi (fino a 3600×2200×2000 mm) in numerose lastre sottili in un'unica operazione. Per garantire precisione e stabilità durante questo processo ad alta velocità, l'intero meccanismo di taglio è montato su un telaio pesante e rigido (come la ghisa HT250) e opera all'interno di una struttura completamente chiusa che permette un ambiente di taglio obbligatoriamente a umido per raffreddamento, lubrificazione e controllo di polveri/rumore.

Come Funziona il Multifilo

Il processo di taglio segue una sequenza precisa di passaggi automatizzati:

  1. Carico e Allineamento del Blocco: Il blocco di pietra grezzo viene caricato in sicurezza sul piano di lavoro della macchina e allineato secondo il percorso di taglio.
  2. Instradamento e Tensionamento del Filo: Un unico filo diamantato continuo viene instradato attraverso un circuito di pulegge di guida per creare la matrice di fili paralleli. Il sistema di controllo a tensione costante applica e mantiene una tensione precisa e preimpostata (con accuratezza ±0,5 N) su tutta la rete di fili per evitare deviazioni.
  3. Avvio dell'Ambiente di Processo: La struttura chiusa viene sigillata. Il sistema di taglio a umido si attiva, fornendo un flusso costante di refrigerante nella zona di taglio, preparando la lubrificazione e la rimozione del fango.
  4. Controllo Sincronizzato del Movimento: Il sistema di azionamento da 290 kW porta la matrice di fili alla velocità operativa di 30 m/s. Contemporaneamente, i servomotori eseguono una discesa controllata e programmata, muovendo la testa di taglio verticalmente attraverso il blocco fermo.
  5. Rimozione del Materiale per Abrasione: Mentre i fili ad alta velocità attraversano la pietra, le particelle di diamante incorporate abrasano il materiale, generando tagli multipli, puliti e paralleli in una sola volta. L'azione abrasiva delicata minimizza lo stress meccanico sulla pietra.
  6. Gestione del Fango e Protezione del Sistema: Il refrigerante elimina la polvere di pietra abrasata (fango), che viene raccolta alla base. Questo processo è gestito per mantenere l'ingresso di polveri sotto 0,1 mg/m³. Componenti critici come il meccanismo di traslazione immerso in olio sono sigillati secondo grado IP67 per la protezione. Il fango raccolto viene poi pompato a un sistema di filtrazione per il riutilizzo.
  7. Completamento del Taglio e Retrazione: Una volta che la matrice di fili ha attraversato completamente il blocco, il sistema di movimento ritrae la testa di taglio e il sistema di tensionamento rilascia automaticamente la tensione del filo, completando il ciclo.

Panoramica dell'Architettura di Sistema

L'architettura della macchina si basa su una filosofia orientata a stabilità, precisione ed efficienza. Il sistema si suddivide in struttura meccanica, sistema di taglio, sistema di controllo del movimento e sistema di gestione del processo.

  • Struttura Meccanica: Un telaio monoblocco in ghisa HT250 pesante e rigido, progettato per assorbire le vibrazioni (ampiezza ridotta del 20%) e garantire stabilità geometrica durante il movimento ad alta velocità (30 m/s) dei fili.
  • Rulli in Fibra di Carbonio: Questi rulli, con densità di 1,7 g/cm3 (un quarto rispetto all'acciaio) e modulo elastico di 230 GPa, contribuiscono alla stabilità e hanno una durata aumentata di circa il 200%.
  • Sistema di Taglio: Comprende la matrice multifilo, le ruote motrici e il sistema di tensionamento attivo. È il cuore della macchina, dove avviene il taglio fisico.
  • Sistema di Controllo del Movimento: Servomotori e azionamenti ad alta precisione (potenza totale 290 kW) controllano la discesa della matrice di fili e il posizionamento del blocco.
  • Gestione del Processo: Include l'HMI, il sistema di taglio a umido e una struttura completamente chiusa per il controllo di polveri e rumore, garantendo processi efficienti, ripetibili e sicuri.

Approfondimento sui Componenti

Matrice Multifilo & Filo Diamantato

La "lama" della macchina è una rete di fili diamantati paralleli. Comprendere il filo è fondamentale per ogni processo di selezione della segatrice a filo diamantato.

Meccanismo: Un unico filo continuo viene avvolto attorno a una serie di pulegge scanalate con precisione per creare una matrice parallela. Specifiche del Filo: Il filo è composto da un'anima in acciaio con perle di diamante. Il diametro del filo è tipicamente 0,45–0,6 mm, generando un solco di ~0,5 mm. Effetto sulle Prestazioni: Il diametro sottile del filo minimizza direttamente la perdita di materiale, aumentando la resa del 10-25%! La qualità del filo influenza la velocità di taglio (fino a 30 m/s), la finitura superficiale e la durata operativa.

Controllo ad Anello Chiuso della Tensione Costante

Questo sistema è fondamentale per garantire precisione e ridurre la rottura del filo di circa il 60%. Meccanismo: È un sistema ad anello chiuso in cui i sensori misurano continuamente la tensione del filo, che il controller confronta con il valore impostato. Controllo e Precisione: Se viene rilevata una deviazione, un attuatore regola una puleggia di tensionamento per ripristinare la tensione corretta. Il sistema mantiene la tensione con un'accuratezza di controllo di ±0,5 N. Importanza: Senza un controllo preciso della tensione, i fili possono allentarsi, causando deviazioni di percorso e tagli conici, oppure essere sovratensionati, provocando rotture premature.

Telaio Rigido & Guide Lineari

La precisione del taglio dipende dal sistema che guida la matrice di fili. Meccanismo: La matrice di fili è montata su un carrello che si muove su guide lineari ad alta precisione, fissate al massiccio telaio in ghisa HT250. Prestazioni: La rigidità del telaio previene flessioni e vibrazioni, permettendo un taglio stabile ad alta velocità. Questo è un elemento distintivo rispetto alle macchine meno robuste, come discusso nel confronto tra multifilo e sega circolare.

Struttura Chiusa & Sistema di Taglio a Umido

Questo sistema integrato è cruciale per sicurezza, qualità e conformità ambientale. Meccanismo:
Una struttura completamente chiusa circonda l'area di taglio. All'interno, ugelli spruzzano refrigerante sull'interfaccia filo-pietra. Il fango di risulta viene raccolto e filtrato per essere riciclato. Importanza: La struttura riduce i livelli di rumore di 30-50 dB. Il taglio a umido è essenziale per raffreddamento, lubrificazione e abbattimento delle polveri. Il meccanismo di traslazione immerso in olio è protetto secondo grado IP67, con ingresso di polveri inferiore a 0,1 mg/m³ e tempo medio tra guasti (MTBF) di 18.000 ore per quel sottosistema.

Azionamento & Controllo (PLC/Servo)

Il cervello e i muscoli della macchina. Meccanismo: Un controllore logico programmabile (PLC) centrale orchestra tutte le funzioni della macchina, inviando comandi agli azionamenti servo che regolano la velocità del filo e la velocità di discesa. Prestazioni: La discesa servoassistita permette un controllo preciso. Ad esempio, il PLC può monitorare la corrente del motore e regolare la velocità di avanzamento se rileva una sezione più dura nel blocco di pietra, evitando il sovraccarico del filo. La potenza totale del sistema è di 290 kW.

Considerazioni sull'Integrazione di Sistema

Per l'integrazione in una fabbrica moderna, i protocolli di comunicazione sono fondamentali. Un multifilo CNC a filo diamantato dovrebbe avere segnali I/O essenziali disponibili per l'integrazione con i sistemi di gestione dell'impianto. Questi includono:

  • Segnali di Sicurezza: Arresto di emergenza, interblocchi delle protezioni di sicurezza e stato delle barriere fotoelettriche sono imprescindibili per la sicurezza dell'operatore.
  • Segnali di Processo: Interblocco flusso/pressione refrigerante, stato macchina (in funzione, in pausa, guasto) e segnali di fine lavoro sono critici per l'automazione del processo. La valutazione dell'analisi ROI di un multifilo include spesso il suo potenziale di automazione.