La fresatura è una lavorazione che viene eseguita con una macchina, denominata appunto fresatrice, dotata di frese, utensili taglienti a forma geometrica che ruotano per asportare il materiale dal pezzo in lavorazione, presente nella direzione dell’angolo con l’asse utensile. Le superfici di taglio sono generalmente costituite da un materiale duro e resistente alla temperatura come metalli o materie plastiche. Tuttavia, anche il legno può essere sottoposto a lavorazioni di fresatura. Ma cos’è esattamente una fresatrice e come viene impiegata nell’industria del metallo?

La fresatrice di precisione

La fresatrice è il macchinario utilizzato per eseguire i lavori di fresatura, ovvero il taglio di una superficie, generalmente metallica e plastica, effettuato attraverso la rotazione di un utensile dalla bordatura dentellata. Quando questo si muove, in qualsiasi direzione, erode il pezzo da modellare, dandogli la forma desiderata. Nel campo della meccanica di precisione, le fresatrici dispongono spesso di un sistema CNC, ovvero a controllo numerico, che consente il pieno controllo del dispositivo e di ottenere incisioni più dettagliate possibili. Tale tipo di lavorazione è molto adatto per forare o guidare pezzi molto piccoli, rimuovendo i trucioli.

Infatti, tramite la fresatura si rimuove il materiale, eseguendo tanti piccoli tagli singoli utilizzando una fresa dentellata, ruotandola ad alta velocità o facendola avanzare lentamente attraverso il materiale.

Il processo di fresatura si divide principalmente in due categorie: velocità e spianatura.

La velocità alla quale il pezzo passa attraverso la taglierina è chiamata avanzamento. Sebbene a volte venga utilizzata la distanza per giro o per dente dell’utensile, di solito viene misurata in distanza per tempo (millimetri/minuto).
Nella spianatura, l’azione di taglio si verifica principalmente agli angoli terminali dell’utensile. Questo processo può produrre superfici molto piatte. Nello specifico, nella fresatura frontale viene utilizzata per tagliare superfici piane (facce terminali) o cavità a fondo piatto. Nella fresatura periferica, l’azione di taglio avviene principalmente sulla circonferenza dell’utensile. Questo tipo di procedimento è adatto per tagliare in profondità, filettare e formare denti di ingranaggi.

Le frese

Nel processo di fresatura, possono essere impiegati diversi tipi di utensili da taglio. Per esempio, le frese a candela possono avere superfici di taglio su tutta la loro superficie terminale, in modo da penetrare a fondo nel pezzo in lavorazione.
Altre frese sono invece caratterizzate da superfici di taglio estese sui lati per consentire la lavorazione periferica del materiale. Quando quest’ultimo passa attraverso l’area di lavorazione, le lame raccolgono i trucioli di materiale a intervalli regolari.

La classificazione e l’orientamento delle fresatrici

Le macchine fresanti vengono principalmente classificate in base all’orientamento.
Le due configurazioni di base sono verticale e orizzontale, in base alla direzione del mandrino rotante su cui è montata la fresa. Tuttavia, esistono classificazioni alternative che fanno riferimento al metodo di controllo, dimensione, scopo e fonte di alimentazione.

Fresatrice verticale
In questa tipologia l’asse del mandrino è orientata verticalmente e trattiene le frese, che ruotano sul proprio asse. Il mandrino può essere generalmente abbassato (oppure il tavolo può essere sollevato, dando l’effetto di avvicinare o sprofondare nella lavorazione), consentendo tagli a candela o a tuffo e forature.
Esistono due sottocategorie di fresatrici verticali: il mulino a letto e il mulino a torretta.

Fresatrice orizzontale
In questo caso, invece, lo strumento da lavoro è montato su un mandrino orizzontale. Generalmente, le fresatrici orizzontali dispongono anche di una tavola rotante incorporata, che consente la fresatura a vari angoli. Questa caratteristica è chiamata tabella universale. Mentre le frese a candela, e gli altri tipi di utensili disponibili per la tipologia in verticale, possono essere utilizzati anche in quella orizzontale, il vero vantaggio di quest’ultima risiede nelle frese montate su albero, chiamate laterali e frontali. Queste sono caratterizzate da una sezione trasversale simile ad una sega circolare, ma sono generalmente più larghe e di diametro più piccolo. Poiché esse hanno un buon supporto dall’albero e hanno un’area della sezione trasversale maggiore rispetto a quella a candela, è possibile eseguire tagli piuttosto pesanti che consentono di rimuovere molto velocemente il materiale.
Questa tipologia è molto usata per fresare scanalature e fessure.
Alcuni macchinari di tipo orizzontale sono dotati di una presa di forza sul tavolo per essere sincronizzati con l’avanzamento della tavola.

Fresatrice universale
È un impianto con la possibilità di avere un mandrino orizzontale o uno verticale. Quest’ultimo a volte si trova su una torretta a due assi che consente di puntare il mandrino in qualsiasi direzione si desideri. Le due opzioni possono essere azionate indipendentemente oppure da un motore attraverso degli ingranaggi. In entrambi i casi, poiché il materiale da lavorare viene generalmente posizionato nello stesso punto per entrambi i tipi di operazione, il meccanismo per il metodo non utilizzato viene spostato.
Nelle macchine più piccole i ricambi possono essere sollevati, mentre le fresatrici di dimensioni maggiori sono dotate di un sistema per ritrarre le parti non in uso.

Alla base dell’industria del metallo

Con l’ausilio delle fresatrici si possono lavorare superfici di ogni tipo ed eseguire molteplici operazioni, realizzando diversi oggetti, dai più grandi e complessi fino a quelli più piccoli e precisi, come quelli riportati sul sito di AR Costruzioni Meccaniche, ww.arcostruzionimeccaniche.it, dove possiamo trovare immagini dettagliate di componenti realizzati tramite la fresatura di precisione.
Ad oggi, la fresatura è uno dei processi di produzione più diffusi nelle officine e nelle industrie meccaniche per la realizzazione di utensili e componenti di alta precisione di diverse forme e dimensioni.
Dal momento in cui le fresatrici sono entrare a far parte del mondo della meccanica, sono divenute uno strumento indispensabile, soprattutto a seguito dell’evoluzione dei sistemi industriali che oggi richiedono lavorazioni sempre più complesse e precise.  Grazie all’avvento del controllo numerico computerizzato, sviluppatosi negli anni ’60, le attrezzature si sono ancor più evolute, facendo sì che le fresatrici diventassero, assieme ai macchinari per la tornitura, l’elettroerosione e la rettifica dei metalli, gli strumenti per eccellenza delle lavorazioni meccaniche di precisione.