Lavorazioni meccaniche: la fresatura

Oggi, la lavorazione meccanica di fresatura è ben nota e considerata una normalissima attività industriale: qualsiasi studente, non ancora perito meccanico, vi saprà sicuramente dire che è classificata come una lavorazione meccanica a freddo, che funziona per asportazione di truciolo, esattamente come la tornitura e la foratura, e che viene effettuata tramite l’azione di un utensile rotante sul proprio asse, la fresa, su un pezzo in moto di avanzamento, che viene “scolpito” fino alla forma desiderata. Vi potrà anche specificare che, di regola, la fresatura si effettua in due fasi, una prima di sgrossatura che asporta rapidamente quasi tutto il materiale necessario, e la seconda o finitura in cui viene effettuata una lavorazione più lenta per conseguire la rugosità e le precise misure desiderate. Ciò che, forse, vi sarà più difficile imparare, è la storia travagliata, dalle origini ad oggi, di questa lavorazione, nata in maniera oscura in qualche bottega artigiana nei primi decenni del 1800 e rapidamente sviluppatasi alla pratica comune che conosciamo oggi. Ripercorriamola allora insieme, qui.

1. Dal 1800 alla Grande Guerra

C’è il tornio, all’origine dell’invenzione della macchina fresatrice: sovente, per limare i pezzi più rapidamente di quanto si potesse fare a mano, vi venivano montate delle lime rotanti. Stiamo però parlando di una lavorazione molto più arretrata rispetto anche a quelle delle primissime fresatrici, applicata intorno al 1760: troviamo invece le prime vere macchine fresatrici (ossia non torni con un congegno speciale, ma macchine con questo solo esatto scopo) nel 1814, installate a Springfield e ad Harpers Ferry, negli Stati Uniti, nei due arsenali federali. Nasmyth sviluppò poi un esemplare molto più innovativo, per la fresatura dei bulloni esagonali, nel 1830; in ogni caso, ancora in questi decenni, la fresatura era vista come un modo di risparmiare tempo sulla sgrossatura per poi concludere a mano il lavoro di finitura: furono invenzioni successive, come il movimento sui tre assi integrato da Brown e Sharpe nel loro straordinario modello del 1861, a rendere possibile un lavoro completo e aprire la strada a ulteriori innovazioni, che furono continue negli anni precedenti alla Prima Guerra Mondiale.

2. Le due Guerre Mondiali

Fu verso la fine della Prima Guerra Mondiale che la continua ricerca di precisione nella lavorazione raggiunse una tappa fondamentale: fu infatti in questi anni che venne approfondito il concetto di dimensionamento relativo, ossia di misurazioni condotte sul pezzo tutte a partire da un singolo punto di riferimento, e che la precisione tipica delle macchine raggiunse i millesimi di centimetro; erano gli albori del controllo numerico delle macchine oggi dato per scontato. Con pantografi che permettevano di plasmare i movimenti della macchina tracciando le linee di un prototipo, fu possibile realizzare, già negli anni ’30 del 1900, enormi fresatrici come la Cincinnati Hydro-Tel, finalmente pressochè identiche a quelle odierne se si prescinde dal controllo computerizzato. Sul fronte opposto, sempre in questi anni furono sviluppate piccole fresatrici economiche ma precise, le Bridgeport, delle quali sarebbero stati venduti un quarto di milione di pezzi.

3. Dal dopoguerra ad oggi

Nel dopoguerra, due furono le grandi spinte tecnologiche che guidarono lo sviluppo industriale: il miglioramento dei servomeccanismi da un lato, e la nascita delle tecnologie digitali dall’altro. Sebbene a permetterne la ricerca e lo sviluppo fossero gli investimenti militari (come peraltro accadde in molti casi nel dopoguerra), fu proprio il reparto meccanico ed in genere industriale ad offrire collocamento ed applicazione a queste nuove tecnologie, per tutti gli anni ’40 e ’50. Più tardi, si verificò la definitiva evoluzione del controllo numerico al controllo computerizzato: questo esplose negli anni ’80, quando divenne praticabile, con un semplice personal computer, montare piccole fresatrici a controllo digitale anche nelle officine più piccole.