In the last years and above all with the beginning of 2013 different experts of the faucet, fittings, pipe and valves sectors engaged themselves in the research and in the consequent improvement of new material use. Actually these materials have to conform to international standards in terms of environmental compatibility and consciousness of environmental respect. The material connected to this research is ECOBRASS: a particular brass alloy in which there is no presence of lead, which is considered a highly polluting element and that it has been years since they tried to get rid of it in different sectors such as petrol and pipes.

PORTA SOLUTIONS-WALTER ITALIA

Let us mention as an example, that the law NSF 61 (concerning pollution of drinkable water with heavy metals) has been in force in the U.S.A. already since 90s; amendments to the Safe Drinking Water Act (SDWA – connected to connections and connectors which are on the market without lead after 6th August 1998) have been activated in Canada since 1996; in Europe we are behind but the law 98/93 CE concerning the contamination of waters for human consumption is a reality and starting from 25th December 2013 the selling of materials containing lead will be forbidden in the mentioned sector.

In detail ECOBRASS is a new material which comes from brass and has a high percentage of copper and absence of lead.

During the research PORTA SOLUTIONS interfaced with different Customers, who explained that, at the moment, they are attached to a traditional machining of materials with lead as it is considered easy to machine.

In addition it does not require particular high spindle motor power and the very short chips avoid the forming of nests on the tools.

But, from their point of view, machining ECOBRASS can involve limits so they try not to use this material even if it will become compulsory machining non-polluting materials.

Our interviewees complained about the following points:

Request of higher spindle power;

Very long chips;

Request of higher stiffness than traditional brass machine

For this reason the cooperation between PORTA SOLUTIONS and WALTER reinforced in order to constantly search for new parameters of effective machining. In particular, nowadays the efforts are concentrated on ECOBRASS in order to improve the production in the faucets, fittings, pipe and valves sectors.

At the beginning we tried to understand and to point out which main features a machine tool should have in order to correctly machine this kind of material. Then we focused on the tool technical features for the ECOBRASS machining. Finally PORTA SOLUTIONS worked out an ad hoc machine with suitable features for the machining of this material, through data and statistics of different tools.

Before listing the technical features of the machine, on which the test was carried out, as well as the technical features of the relative tools, we hereby mention the technical chart of the material which the test parts are composed of. This is a material with similar and compatible technical features to ECOBRASS and its EN name is: CW511L (CuZn38AS), an anti-dezintificating alloy which has a hot plasticity comparable with the one of CW602N alloy and very poor tool workability mainly due to a high copper content. Hereby it is the technical chart of the mentioned alloy:

ECOBRASS

After having listed the material features, we focus on the machine which machines it. Let’s discover together the five points:

Bridge shaped machine frame. Necessary for having extreme machine stiffness. Actually the machine acts definitely in a stiffer and better way in comparison with ordinary machining centres. Basically in the machining center configuration the higher the part is clamped, the more the vibrating and elasticity problems are highlighted due to the missing stiffness of the MULTICENTER bridge machine frame.

PORTA SOLUTIONS RIGIDITY

Spindle motors with nominal power of 18 kW. This request is connected to the fact that the material to machine has some chemical and mechanical features that are not constant. For this reason it is indispensable having a margin of power to transfer to tools (in order to machine this material).

Spindle’s power PORTA SOLUTIONS

High pressure coolant through the spindles. In order to machine this kind of material, the proposed configuration is equipped with high pressure coolant: in this case it becomes a high necessity. Of course this feature is indispensable in order to solve the problem with particularly long chips that are produced. On the other hand it is important also because this material that, in comparison with the standard brass, requires definitely higher power absorption on the spindles, has to be machined.

cooling lubricant

In den letzten Jahren und insbesondere Anfang 2013 haben unterschiedliche Experten für Armaturen, wie Hähne, Fittinge, Rohre und Ventile ihre Forschung und die konsequente Verbesserung neuer Werkstoffe und deren Einsatz voran getrieben. Tatsächlich wurde ein Schwerpunkt darauf gelegt, dass diese Werkstoffe konform sind mit den internationalen Bestimmungen des Umweltschutzes. Der Werkstoff, den diese Forschungen hervorgebracht haben, ist ECOBRASS. Hierbei handelt es sich um eine spezifische Messing-Legierung ohne Anteile von Blei. Blei ist ein hoch umweltbelastendes Element, das man bereits seit Jahren aus verschiedenen Bereichen wie z. B. der Petrochemie- und dem Rohrleitungsbau zu verbannen versucht.

PORTA SOLUTIONS-WALTER ITALIA

Betrachten wir zum Beispiel, dass das Gesetz NSF 61 (Verunreinigung von Trinkwasser durch Schwermetalle) in den USA bereits seit den 90er Jahren in Kraft ist; mit Gesetzesänderungen hinsichtlich Safe Drinking Water Act (SDWA – bezogen auf bleifreie Fittinge und Verbindungselemente, die seit dem 06. August 1998 erhältlich sind) trat in Kanada im Jahre 1996 in Kraft. In Europa hinken wir hinterher, aber das Gesetz 98/93 CE bezüglich Verunreinigung des Trinkwassers für den menschlichen Gebrauch ist bereits verabschiedet und tritt am 25. Dezember 2013 in Kraft. Ab diesem Zeitpunkt ist der Verkauf von bleihaltigen Werkstoffen für den genannten Bereich verboten.

ECOBRASS ist im Detail ein neuer Werkstoff aus der Gruppe der Messing-Legierungen mit einem hohen Anteil an Kupfer, aber eben bleifrei.

In Rahmen seiner Forschung hörte PORTA SOLUTIONS von verschiedenen Kunden dass diese sich derzeit auf die traditionelle Bearbeitung von bleihaltigen Werkstoffen konzentrieren, da diese einfacher zu bearbeiten sind.

Darüber hinaus erfordern die bisherigen Werkstoffe keine besonderen Spindelleistungen und die entstehenden kürzeren Späne neigen weniger zur Bildung von Späne-Nestern.

Aber aus ihrer Sicht ist die Bearbeitung von ECOBRASS mit weiteren Einschränkungen verbunden, daher versuchten sie, dieses Material zu vermeiden, auch wenn die Bearbeitung von umweltverträglichen Materialien zukünftig obligatorisch werden wird.

Unsere Gesprächspartner beklagten insbesondere folgende Punkte:

Bedarf an höherer Spindelleistung;

Extrem lange Fliessspäne;

Bedarf an höherer Steifigkeit als die bisherigen Messing-Bearbeitungsmaschinen

Aus diesen Gründen vertiefte sich die Kooperation von PORTA SOLUTIONS und WALTER ITALIA mit dem Ziel der kontinuierlichen Verbesserung von Schnittparametern für eine effektive Bearbeitung. Insbesondere konzentrieren sich die Anstrengungen heutzutage auf ECOBRASS, um die Produktion von Armaturen wie Hähne, Fittinge, Rohrleitungen und Ventilen zu verbessern.

Zu Beginn analysierten und begriffen wir, welche Haupteigenschaften eine Werkzeugmaschine aufweisen muss, um diese Art von Werkstoff sauber zu bearbeiten. Dann fokussierten wir die Werkzeug-spezifischen Eigenschaften für die Bearbeitung von ECOBRASS. Schließlich konfigurierte PORTA SOLUTIONS eine ad-hoc Maschine mit spezifischen Eigenschaften für die Bearbeitung dieses Materials mit Daten und Tabellen für unterschiedliche Werkzeuge.

Bevor wir die technischen Eigenschaften der Testmaschine sowie der zum Einsatz gekommenen Werkzeuge vertiefen, möchten wir zunächst die Materialeigenschaften der Testteile anhand der folgenden Tabellen aufzeigen. Hierbei handelt es sich um ein Material mit identischen und völlig vergleichbaren Eigenschaften zu ECOBRASS. Sein EN-Name ist CW511L (CuZn38AS), einer entzinkungsbeständigen Legierung mit einer Heissverformbarkeit vergleichbar mit der einer CW602N Legierung und einer extrem schlechten Zerspanbarkeit bedingt durch den hohen Kupferanteil. Die anschließende Tabelle zeigt die Materialeigenschaften dieser Legierung im Detail auf:

ECOBRASS

Nach der Darstellung der Materialeigenschaften wenden wir uns nun der Konfiguration der Testmaschine zu. Lassen Sie uns gemeinsam die fünf wichtigsten Eckpunkte erörtern:

Geschlossenes Maschinengestell, erforderlich für höchste Maschinen-Steifheit. In der Tat verhielt sich die Maschine steifer und präziser verglichen mit herkömmlichen Bearbeitungszentren. 
Bei letzteren fiel insbesondere auf, dass die Vibrationen und Elastizitätsprobleme aufgrund der wesentlich geringeren Maschinensteifheit erheblich zunahmen, je höher sich die Spannposition eines Werkstück befand.

PORTA SOLUTIONS RIGIDITY

Spindel-Antriebe mit 18 kW nominal. Diese Anforderung resultiert aus den auftretenden geringen metallurgischen und mechanischen Schwankungen einiger Materialeigenschaften. Aus diesem Grunde ist es unentbehrlich eine Leistungsreserve für die Werkzeuge verfügbar zu haben (um diesen Werkstoff bearbeiten zu können)

Power-spindle PORTA SOLUTIONS

Innere Kühlmittelzuführung (IKZ) mit Hochdruck. Für die Zerspanung dieses Werkstoffes ist der Konfigurationsvorschlag der Maschine mit Hochdruck-IKZ ausgestattet: in diesem Falle ein absolutes “Muss”. Dieses Merkmal ist in diesem Fall erforderlich, um der Problematik der Fliessspäne entgegen zu wirken. Andererseits ist sie ebenfalls wichtig, da der zu zerspanende Werkstoff verglichen mit Standard Messing eine wesentlich höhere Leistungsaufnahme der Spindel erfordert.

cooling lubricant

Negli ultimi anni e soprattutto con l’inizio del 2013 diversi esperti del settore di rubinetteria, raccorderia e valvole si sono impegnati nella ricerca e nel conseguente miglioramento dell’utilizzo di nuovi materiali. Questi infatti, devono essere conformi a standard internazionali in termini di compatibilità ambientale e consapevolezza del rispetto dell’ambiente. Il materiale affine a questa ricerca è l’ECOBRASS: una particolare lega di ottone nella quale non è prevista la presenza di piombo, il quale è considerato un elemento fortemente inquinante che già da qualche anno si sta cercando di bandire da vari settori di utilizzo, come benzina e tubazioni. Si ricordi, ad esempio, che già dagli anni ’90 in U.S.A. è in vigore la normativa NSF 61 (contaminazione con metalli pesanti dell’acqua potabile); in Canada dal 1996 sono attivi emendamenti al Safe Drinking Water Act (SDWA – relativo a raccordi e connettori in commercio dopo il 6 agosto 1998 privi di piombo); in Europa siamo indietro, ma la normativa riguardo la contaminazione di acque per il consumo umano 98/93 CE è una realtà e a partire dal 25 dicembre 2013 in Germania sarà vietata la vendita di materiali contenenti piombo nel settore di utilizzo citato. Nel dettaglio l’ECOBRASS è un nuovo materiale che deriva dall’ottone, con alta percentuale di rame e assenza di piombo. Durante la ricerca anche noi di PORTA SOLUTIONS ci siamo interfacciati con diversi clienti, i quali ci hanno spiegato che sono legati tuttora ad una lavorazione tradizionale di materiali con piombo, in quanto è considerato facile da lavorare. Inoltre, lo stesso non richiede potenze particolari dei motori mandrino e i trucioli sono molto corti, evitando la formazione di matasse sugli utensili.

PORTA SOLUTIONS-Walter Italia

Dal loro punto di vista invece, lavorare l’ECOBRASS può comportare dei limiti e quindi si cerca di non utilizzare questo materiale, anche se ormai diverrà obbligatorio lavorare materiali non inquinanti. I nostri intervistati inoltre hanno lamentato i seguenti punti:

• Richiesta maggiore potenza dei mandrini;
• Trucioli di lunghezza infinita;
• Richiesta maggiore rigidità rispetto alle tradizionali macchine per ottone.

Per tale ragione si è rafforzata la stretta collaborazione tra PORTA SOLUTIONS e WALTER  per ricercare costantemente nuovi parametri di lavorazione efficace. In particolare, oggi gli sforzi sono incentrati nell’ECOBRASS, per il miglioramento della produzione nei settori di rubinetteria, raccorderia e valvole. Inizialmente, si è cercato di capire e di evidenziare quali debbano essere le caratteristiche principali che una macchina utensile debba avere per poter lavorare in maniera corretta questo tipo di materiale. Di seguito, ci siamo concentrati sulle caratteristiche tecniche degli utensili in merito alla lavorazione dell’ecobrass. Ultimo passaggio, PORTA SOLUTIONS ha preparato una macchina ad hoc con caratteristiche adeguate per la lavorazione del materiale, attraverso dati e statistiche di diversi utensili. Prima di elencare le caratteristiche tecniche della macchina che ha eseguito il test, nonché le caratteristiche tecniche della relativa utensileria, riportiamo la scheda tecnica del materiale del quale sono composti i pezzi della prova. Si tratta di un materiale che ha caratteristiche tecniche simili e compatibili con l’ECOBRASS, la cui denominazione EN è la seguente: CW511L (CuZn38AS), lega antidezincificante che ha una plasticità a caldo paragonabile a quella della lega CW602N ed una lavorabilità all’utensile decisamente scarsa dovuta essenzialmente ad un elevato contenuto di rame. Si riporta di seguito la scheda tecnica della lega citata:

Tabella ECOBRASS

Dopo aver elencato le caratteriste del materiale, spostiamo l’attenzione sulla macchina che lo lavora. Scopriamo insieme i cinque punti:

1) Basamento della macchina chiuso a ponte. Indispensabile per avere una estrema rigidità della macchina. Questa infatti, si comporta in maniera nettamente più rigida e migliorativa rispetto ai comuni centri di lavoro. Tendenzialmente, in queste ultime configurazioni più il pezzo viene staffato in alto, più vengono evidenziati problemi di vibrazione e di elasticità dovuti alla mancata rigidità del basamento della macchina.

Basamento PORTA SOLUTIONS

2) Motori mandrino da potenza nominale pari a 18 kW. Tale richiesta è legata al fatto che il materiale da lavorare presenta alcune caratteristiche chimiche e meccaniche che risultano essere non costanti. Per tale ragione, è indispensabile avere un certo margine di potenza da trasmettere agli utensili (per poter lavorare questo materiale).

Potenza mandrino PORTA SOLUTIONS

3) Passaggio dell’alta pressione del refrigerante attraverso i mandrini. Per poter lavorare questo tipo di materiale la configurazione proposta è dotata di refrigerante in alta pressione: in questo caso diventa una necessità molto stringente. Questa caratteristica è indispensabile sicuramente per risolvere la problematica del truciolo particolarmente lungo che viene prodotto. In seconda istanza, è importante anche perché si deve lavorare un materiale che rispetto all’ottone standard richiede assorbimenti di potenza sul mandrino decisamente più alti.

Lubrorefrigerante

Per scoprire la ricerca…

Noi come PORTA SOLUTIONS sintetizziamo i nostri valori aziendali in Qualità e Innovazione. Questo perché crediamo nello sviluppo dei nostri impianti affidandoci quotidianamente a risorse qualificate e a sinergie qualitative. Il nostro futuro si basa su collaborazioni con istituzioni d’avanguardia, quali centri di ricerca e università sia italiani che internazionali. Il concetto di sviluppo tecnologico dei nostri prodotti passa appunto da questi importanti processi, i quali accrescono le nostre competenze nel fare impresa. Affidandoci per il secondo anno consecutivo a Galgano Group e alla 25° campagna nazionale “Qualità e Innovazione”, desideriamo avvalorare il nostro marchio a livello globale anche grazie alla “Diciannovesima Settimana Europea della Qualità (novembre 2013)”.

Vetrina Virtuale – Porta Solutions

Abbiamo scelto “Qualità e innovazione” per promuovere la cultura della qualità, per dare visibilità al nostro marchio a livello globale, per interagire nel web grazie ai social network (Facebook e Twitter), per partecipare agli eventi Galgano e per diffondere infine, il nostro pensiero che ci sta più a cuore, ovvero quello di “pensare strategicamente a lungo termine”.

Per scoprire “Porta solutions in Qualità e Innovazione” clicca qui: http://www.galganogroup.com/gmq/campagnanazionalequalita-settore2013.asp?id_settore=28&settore=MECCANICO.

Rimani aggiornato su tutte le nostre news informandoti attraverso il nostro blog: http://www.porta-macchineutensili.it.

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As part of our “Multicenter on the Road tour“, PORTA SOLUTIONS will present their flagship machine, the MULTICENTER at the PMTS show. Come see us at booth 773 and learn how the Multicenter approach gives our customers the unique combination of superior flexibility and productivity over traditional machining centers. With both live turning and fixed workpiece capabilities, the Multicenter is your universal machine tool for a wide variety of projects.

The presence at PMTS show in Columbus is a must for Italian companies wishing to maintain a strong position in the North American market, and PORTA SOLUTIONS has served this market for over twenty years, through their PORTA NORTH AMERICA service organization based in Connecticut.

Will you be there @PMTS show?

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Si tratta di una ricerca relativa alla lavorazione di un particolare materiale, il quale necessita una struttura importante dell’impianto di lavorazione e di utensili d’avanguardia come quelli proposti da Walter Tools.

Secondo te di cosa si tratta? Clicca e scopri la novità: http://www.tecnelab.it/index.asp
idCategoria=6&idSottoCategoria=35&idSottoPagina=2679&inizioSottoPagine=0

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Maurizio Porta ha raccontato ad un pubblico numeroso la sua esperienza nell’ambito della ricerca con l’intervento dal titolo: “PMI, innovazione e progetti finanziati: la testimonianza di PORTA SOLUTIONS“. L’Amministratore Delegato ha esposto come quanto sia fondamentale oggi nel fare impresa, non essere mai radicati sia a processi produttivi standard sia a prodotti non evoluti. Bensì, ha suggerito agli imprenditori presenti in sala di iniziare a pensare come il proprio prodotto possa evolversi grazie all’introduzione di migliorie tecniche innovative. Per fare questo ha invitato gli imprenditori a focalizzarsi verso il futuro, sognando il proprio prodotto in un’era completamente diversa dall’attuale. Quindi, RICERCA è la parola chiave per l’innovazione.

L’Ad di Porta solutions racconta come diventare Fabbrica Intelligente

Maurizio Porta ha raccontato, di seguito che i primi passi di PORTA SOLUTIONS nel fare ricerca sono stati quelli di rivolgersi a due diverse Università di Brescia: la Facoltà di ingegneria meccanica e la Libera Accademia di belle arti (LABA). Presso la Facoltà di ingegneria, l’azienda ha adottato un laureando per sviluppare il basamento di un proprio impianto di produzione, rafforzando la sinergia tra la ricerca universitaria e aziendale; mentre alla Laba, l’azienda si è affidata a un designer per una rivisitazione di concetto e ergonomia della carenatura della macchina utensile Multicenter 3mandrini.

Sinergia innovativa con Unibs e Laba

Iniziato questo processo, spiega Maurizio Porta, ci siamo trovati in corsa verso l’innovazione e l’incontro con l’Università di Brescia e in particolare con il CSMT, il quale ci ha concesso di entrare nel Cluster Nazionale Fabbrica Intelligente. Una volta inseriti in questo contesto, la nostra idea di innovazione ha subito colpito i responsabili nazionali del Cluster ed oggi stiamo usufruendo del bando Cluster per sviluppare e concretizzare il nostro progetto. Maurizio Porta in conclusione ha invitato gli imprenditori a “pensare strategicamente a lungo termine” per essere coinvolti in progetti da “sogno” e di innovazione per la propria azienda.

pensare strategicamente a lungo termine

Cosa è Fabbrica Intelligente?

Il Cluster Nazionale Fabbrica Intelligente affronta temi rilevanti la manifattura del futuro prossimo, con iniziative rivolte alla circolazione delle idee ed alla moltiplicazione delle opportunità, con particolare riferimento all’iniziativa comunitaria Horizon 2020. In particolare il Cluster:

1. Indirizza la trasformazione del settore manifatturiero italiano verso nuovi prodotti-servizi, processi e tecnologie;
2. Crea una comunità manifatturiera nazionale stabile e più competitiva nella progettazione, esecuzione e valorizzazione dei risultati della ricerca;
3. Collega le politiche di ricerca nazionali e regionali con quelle internazionali, con lo scopo di aumentare la possibilità delle imprese e delle Regioni di procacciarsi fondi di ricerca europei.

La Community bresciana della Fabbrica Intelligente che viene lanciata durante questo evento si pone l’obiettivo di diventare il punto di riferimento di tutte le imprese innovative del territorio. Questo inoltre, per sviluppare percorsi comuni di innovazione sul tema dei sistemi di produzione. La Community nasce all’interno del sistema nazionale del Cluster Fabbrica Intelligente e rappresenta la prima Community territoriale attivata sul suolo italiano.

Anche tu vuoi pensare strategicamente a lungo termine?

All’evento saremo anche noi protagonisti, grazie alla presentazione dell’Amministratore Delegato Maurizio Porta dal titolo: “PMI, innovazione e progetti finanziati: la testimonianza di PORTA SOLUTIONS“. L’Ad Maurizio Porta racconterà ai partecipanti l’esperienza di PORTA SOLUTIONS nell’approcciare i processi d’innovazione, sino alla partecipazione al Cluster Fabbrica Intelligente. Questi passaggi spiegheranno come l’azienda è riconosciuta come una degli attori principali nella realizzazione di mezzi di produzione per la “Fabbrica Intelligente”.

Cosa è Fabbrica Intelligente?

Il Cluster Nazionale Fabbrica Intelligente affronta temi rilevanti la manifattura del futuro prossimo, con iniziative rivolte alla circolazione delle idee ed alla moltiplicazione delle opportunità, con particolare riferimento all’iniziativa comunitaria Horizon 2020. In particolare il Cluster:

1. Indirizza la trasformazione del settore manifatturiero italiano verso nuovi prodotti-servizi, processi e tecnologie;
2. Crea una comunità manifatturiera nazionale stabile e più competitiva nella progettazione, esecuzione e valorizzazione dei risultati della ricerca;
3. Collega le politiche di ricerca nazionali e regionali con quelle internazionali, con lo scopo di aumentare la possibilità delle imprese e delle Regioni di procacciarsi fondi di ricerca europei.

La Community bresciana della Fabbrica Intelligente che viene lanciata durante questo evento si pone l’obiettivo di diventare il punto di riferimento di tutte le imprese innovative del territorio. Questo inoltre, per sviluppare percorsi comuni di innovazione sul tema dei sistemi di produzione. La Community nasce all’interno del sistema nazionale del Cluster Fabbrica Intelligente e rappresenta la prima Community territoriale attivata sul suolo italiano.

Anche tu vuoi scoprire come diventare “Fabbrica Intelligente”?

Partecipa all’evento: