Produzione in serie di compressori scroll

I compressori scroll sono stati utilizzati a lungo e con successo nelle applicazioni di climatizzazione e nelle pompe di calore. Essi si caratterizzano per l’ampia capacità di raffreddamento e l’elevata affidabilità, nonché per l'eccellente efficienza energetica e le ridotte emissioni di rumore. Con l’elettrificazione, essi vengono utilizzati maggiormente anche nel settore degli autoveicoli, in particolare come compressori per refrigeranti per impianti di condizionamento.

Al centro di ogni compressore scroll sono presenti due spirali interconnesse, la spirale fissa (fixed scroll) e la spirale orbitante mobile (orbiting scroll), i cui movimenti contrapposti comprimono il fluido. Il grado di efficienza dipende in particolar modo dalla precisione con la quale vengono fabbricati questi componenti. I requisiti di tolleranza per la forma e la posizione sono quindi nell’ordine di pochi μm.

MAPAL offre l’intero processo di lavorazione dei compressori scroll. Come esempio, vengono presentate le tre specifiche lavorazioni di un compressore scroll in alluminio per l’uso in veicoli elettrificati.

Una sfida particolare è rappresentata dalla lavorazione della spirale, che deve avere un’ortogonalità predefinita inferiore a 0,02 mm e una rugosità media in un range micrometrico a una sola cifra. In aggiunta a questi requisiti, alla parete sottile e alla profondità di lavorazione, la finitura deve essere eseguita in una sola passata.

Il pretrattamento e la lavorazione di finitura delle spirali vengono eseguiti con due frese a tre taglienti di metallo duro integrale; la precisione degli utensili risulta quindi fondamentale, poiché assicura che le tolleranze di concentricità e planarità rimangano inferiori a 10 µm. I taglienti estremamente affilati dell'utensile garantiscono un'elevata precisione delle misure. Il diametro del nocciolo rinforzato li rende particolarmente stabili. I vani truciolo finemente lucidati garantiscono un’asportazione sicura e veloce dei trucioli.

La fresa di finitura è dotata di una scanalatura aggiuntiva sul diametro. La lavorazione del fondo, delle pareti e della scanalatura sulla superficie frontale può essere eseguita in una sola fase di lavoro; in questo modo l'utensile è in grado di rispettare le severe tolleranze relative all’ortogonalità e alla superficie garantendo la sicurezza dei processi.

Un albero spinge la spirale mobile seguendo il moto orbitale. Esso è adagiato su un cuscinetto a rulli o a sfere, per cui il foro del cuscinetto è determinante per il posizionamento di entrambe le spirali.

Il pretrattamento viene effettuato mediante fresatura circolare con una fresa a tre taglienti in PCD. La flangia viene poi fresata. Il foro del cuscinetto viene finito con un utensile per alesatura a doppio tagliente in PCD dotato di due gradini: il primo lavora il diametro del foro del cuscinetto, il secondo prepara la flangia. Per ridurre le forze di taglio, è necessario eseguire una ripartizione dei taglienti.

Per ridurre al minimo il flusso del refrigerante dal lato pressione alta e bassa, per sigillare i fori di connessione o isolare l'intero sistema, è possibile utilizzare degli elementi di tenuta aggiuntivi. È necessario eseguire delle gole per alloggiare questi elementi. Il pretrattamento e la lavorazione di finitura delle gole vengono eseguiti con utensili per alesatura a doppio tagliente in PCD. La ripartizione dei taglienti riduce le forze di taglio.

Gli utensili per la lavorazione di finitura sono stati concepiti come utensili combinati e consentono inoltre di lavorare le gole dei fori di collegamento posti sul retro della spirale fissa. I rompitruciolo dei taglienti in PCD garantiscono un maggiore controllo dei trucioli e una sicurezza dei processi superiore.