Analisi Comparativa dei Design di Lame OMT per il Taglio di Materiali Resistenti

The production of power tools’ accessories is subject to challenging international competition, imposing the adoption of less expensive manufacturing processes alongside fast-paced technological and material advancements. Worldwide, there is an increasing demand for OMT sawblades, especially for metal-cutting and woodworking. Therefore, maximising durability, strength, and performance during cutting operations are impelling and require a strategic approach. The performance of OMT sawblades in metal-cutting operations is largely determined by their specific structural characteristics. However, despite the importance of this factor, there is currently a dearth of in-depth research that comprehensively explores this topic within the existing literature. The main objective of this research is to create a strong basis for the development of a new sawblade design for OMT (Oscillating Multi-Tool) products. The new design is aimed at improving the performance of the two selected OMT Bosch sawblades through a better understanding and enhancement of their behavior during the metal-cutting process of C45 steel. The study consists of three phases: planning, experimental testing, and finite element method (FEM) simulations. The experimental testing evaluated the loads developed during the cutting process, identified the location of fractures, observed the damage variations across different designs, and examined diverse types of damage through microscope images. Moreover, it is worth noticing that there is an average increase in the samples’ cutting-edge tip radius post-cutting. The performed simulations validated and expanded these findings, revealing critical stress levels, stress concentrations, temperature variations, material removal patterns, and the influence of tilt angles. These findings provide valuable insights for improving current sawblade designs, paving the way for future advancements in OMT sawblade products.

La produzione di accessori per elettroutensili è soggetta a una forte concorrenza internazionale, che richiede l’adozione di processi di produzione economicamente efficienti e un rapido avanzamento tecnologico e dei materiali. La domanda di lame OMT è in crescita a livello globale, in particolare per il taglio dei metalli e la lavorazione del legno. Di conseguenza, massimizzare la durata, la resistenza e le prestazioni durante le operazioni di taglio è fondamentale e richiede un approccio strategico. Le prestazioni delle lame OMT nel taglio dei metalli sono in gran parte determinate dalle loro peculiari caratteristiche strutturali. Tuttavia, nonostante l’importanza di questo aspetto, la letteratura esistente presenta attualmente una mancanza di studi approfonditi su questo tema. L’obiettivo principale di questa ricerca è stabilire una base solida per lo sviluppo di un nuovo design di lama per i prodotti OMT (Oscillating Multi-Tool). Il nuovo design mira a migliorare le prestazioni delle due lame OMT Bosch selezionate, attraverso una comprensione più approfondita e un miglioramento del loro comportamento durante il processo di taglio dell’acciaio C45. Lo studio si suddivide in tre fasi: pianificazione, prove sperimentali e simulazioni con il metodo degli elementi finiti (FEM). Le prove sperimentali hanno permesso di valutare i carichi sviluppati durante il processo di taglio, di identificare la presenza di eventuali fratture, analizzare le variazioni nei livelli di danneggiamento tra i vari modelli e di esaminare i diversi tipi di danno attraverso le immagini al microscopio. In particolare, sono state individuate fratture negli angoli esterni delle lame ed aumento medio del raggio della punta dei campioni dopo il processo di taglio. Le simulazioni effettuate hanno non solo confermato, ma anche ampliato i risultati ottenuti, mettendo in evidenza livelli critici di stress negli angoli esterni del bordo di taglio. Inoltre, queste simulazioni hanno permesso di tracciare le variazioni di temperatura, osservare il coinvolgimento dei singoli denti durante la rimozione del materiale e analizzare l’effetto dell’angolazione della lama in relazione alla superficie del pezzo lavorato. Questi risultati forniscono indicazioni significative per migliorare l’attuale design delle lame, favorendo i futuri progressi delle lame OMT.