Mamma mia, questo sarà un post chilometrico...
Copiare... mmm... partiamo da un presupposto, l'idea stessa di fare due cose completamente uguali è, di suo, una chimera.
Tutto dipende dal grado di precisione che riteniamo accettabile per sostenere di avere fatto una copia.
Dividiamo il mondo in due grandi famiglie, i traffichini e i professionisti.
Il traffichino si metterà con mezzi di fortuna, spesso con poca cognizione di causa ma con molta sicumera, certo che quello che l'occhio non riesce a distinguere il musicista non riuscirà a notare. Incredibile quanto l'ignoranza doni un senso di sicurezza, ma questo ormai lo abbiamo più che imparato grazie ai social e alla "democratizzazione" della rete... (aperta e chiusa la polemica, lo giuro)
Cominciamo col dire che la parte più facile da copiare sono il bordo e la tazza, sia perché sono di più facile accesso, sia perché si possono comparare con il calco stesso, cosa impossibile con l'interno della penna.
Il bordo e la tazza, è bene ricordarlo, non sono mai fatti di un solo o di due archi, sono sempre almeno una decina di archi (o decine se non centinaia nel caso di bocchini disegnati con tecniche moderne e CAD avanzati, ma neanche così tanto...). Pensare di cavarsela con uno o due archi è il tipico errore dei neofiti o dei supporti scienziati della materia.
I metodi più gettonati sono il tornio copiatore (molto simile al concetto del sistema per copiare le chiavi di casa), nel quale un cursore striscia sul modello e in questo modo impone un movimento gemello all'attrezzo di taglio.
Prima di tutto c'è il problema del raggio del cursore, il quale definisce la "risoluzione" minima possibile: se questo cursore non riesce ad entrare in ogni anfratto la copia sarà una versione "sgommata" dell'originale.
Poi c'è il problema del setup dell'attrezzo, della macchina, della rigidità della stessa e della precisione del pezzo dal scansionare: se questo non è perfettamente in asse o se questo è stato tornito "storto" nella seconda operazione vanno a farsi benedire tutte le velleità di fare qualcosa anche vagamente preciso.
Un decimo di millimetro è abbastanza una chimera e questo se tutto il resto è perfetto, cosa praticamente impossibile.
Precisione della copia? 2 su 10?
Il traffichino potrebbe anche lanciarsi su calchi di vario genere, pasta per dentisti (ottima, forse la miglior opzione), cera, colla a caldo (mamma mia...), silicone (terribile!), addirittura gesso.
I possibili problemi che si possono incontrare sono: contrazione o dilatazione del materiare mentre si indurisce, impossibilità di tagliarlo perfettamente nel mezzo ed in senso perpendicolare rispetto al piano del bordo, non affidabilità del pezzo da riprodurre, sistema per scansionare a sua volta il calco stesso.
In particolare il problema della "deformazione prospettica" derivante da un taglio non ortogonale e non nella mezzeria può portare ad errori di ben oltre il mezzo millimetro.
Quando ho usato questo sistema ho dovuto mettere in piedi un sistema di compensazione basato su multipli calchi sezionati ogni 45 gradi, riproporzionati e mediati tramite misure di riferimento (diametro esterno e diametro del foro, le uniche due misure che è possibile prendere con sicurezza), importati come file immagine tramite uno scanner da tavolo e tracciati a mano con curve di Bezier su un CAD.
Questo lunghissimo e laboriosissimo sistema mitica in massima parte il processo di scansione limitando l'errore entro i 5 centesimi all'interno della tazza e a zero centesimi sul diametro esterno del bordo.
Poi c'è il problema di ricreare un attrezzo od un programma che crei il percorso utensile per tornire effettivamente tazza e bordo.
L'idea di farsi fare un attrezzo tipo alesatore tagliato sulla mezzeria io la scarterei a piè pari, l'attrezzista non farebbe altro che aggiungere imprecisione all'imprecisa scansione. Se poi aggiungiamo che questo attrezzo va spinto "a sentimento" nel bocchino senza riferimenti di battuta se non l'occhio del traffichino, abbiamo la certezza che il risultato sarà lontanissimo dal concetto di copia.
I bocchini moderni non sono mai fatti con questo sistema, al riguardo vi invito a guardare questo famoso video della Bach:
https://www.youtube.com/watch?v=JC-6Yf_mYmgQui si nota come, allo scopo di velocizzare la fase della sgrossatura, si usa un attrezzo sagomato che ha, più o meno, la forma finale del bordo e della tazza. Pochi secondi dopo si vede come la finitura, il passaggio che rimuove 2-4 decimi di millimetro su entrambi gli assi, venga effettuato con un micro bareno comandato dal computer che ricrea il percorso ideale (e anche qui ci sarebbe molto da discutere...), quindi assolutamente NON con un bulino/alesatore/attrezzo sagomato, perché questo non potrebbe mai neanche lontanamente garantire né la precisione né la finitura superficiale.
E questo è quanto succede per tazza e bordo, se ci mettiamo dentro il discorso interno della penna allora siamo belli che fregati: la probabilità di ottenere un calco affidabile ed un taglio ortogonale sono pari a zero e l'alesatore che ne risulterebbe sarebbe solo l'ombra del ricordo della forma originale.
Anche questo sarà poi spinto a sentimento nel bocchino, perché l'esperienza insegna che se tu pianti un attrezzo "copia" di qualcosa nel qualcosa stesso non potrai mai neanche lontanamente fidarti che quanto entra sia quanto devi far entrare l'attrezzo stesso e per due motivi: il primo è semplicemente geometrico (le due forme saranno diverse e non calzeranno mai neanche se preghi) il secondo è che un attrezzo che lavora dentro il materiale deve entrare appena più di quanto si pensa, per ottenere quello che si vuole perché il materiale tende sempre a "rifiutare" un attrezzo di taglio, in particolare se questo lavora per spinta, come nel caso degli alesatori.
Poi c'è la questione della copia della forma esterna che in parte ha relativamente poca importanza (non è il micro raggio esterno che definisce come suona un bocchino) ma il cono esterno deve essere IPER preciso perché questo bocchino entri nel ricevitore esattamente quanto l'originale, altrimenti addio questione gap.
Circa un anno e mezzo dopo che ho iniziato la mia attività ho costruito/modificato una fresa a 3 assi manuale convertendola prima a 3 assi CNC e poi a 4 assi. Successivamente ho montato un Tastatore "artigianale" con una ripetibilità di circa un centesimo, cosa di suo notevole, considerando il costo minimo.
Con l'aiuto di un programmatore in Olanda ho creato un software che comandasse la fresa trasformandola in macchina di scansione.
Diverse settimane di lavoro per un risultato direi più che onorevole: circa 2-3 centesimi di errore massimo.
Il problema di software di questo genere è che devono tenere in considerazione troppi parametri, ne elenco qualcuno giusto per dare la misura (eheh) della complessità:
La sonda è imperniata su un sistema a 3 sensori con 3 molle a 120 gradi di distanza. Le molle non oppongono la medesima resistenza in tutte le direzioni quindi il "trigger" del segnale avviene con un un errore non costante, sebbene prevedibile.
La velocità di avanzamento nel toccare il pezzo definisce il ritardo con il quale il segnale arriva al controller, quindi anche il fattore di "shrinking" del pezzo misurato.
La direzione di approccio al pezzo è funzione di un calcolo che coinvolge l'analisi dei precedenti tocchi e del raggio della sfera di rubino della sonda. Ne consegue "l'errore del seno dell'angolo" e quindi l'incertezza riguardo la direzione con la quale il successivo tocco dovrà essere effettuato.
Ci sono altre decine di variabili in gioco.
Per farla breve (seeee....) la scansione ha una precisione fotonica rispetto al sistema dei calchi ma non certo nell'ordine dei micron come con sistemi più avanzati.
Precisione? 7 su 10?
Il sistema avanzato, e qui siamo ben oltre il livello traffichino con il trapano LIDL, è una macchina di scansione in continuo. Nel mio caso è una Renishaw professionale, un giocattolino che costa parecchie decine di mila euro (ecco perché costano tanto i bocchini artigianali....).
Queste macchine hanno una precisione ufficiale e certificata di un micron e non effettuano singoli tocchi ma strisciano sul pezzo in modo da non avere il problema che spiegavo qualche riga più sopra.
Ci sono però ancora due problemi che la macchina non può risolvere da sola: la precisione del piazzamento del pezzo e la precisione del pezzo stesso, il quale, come dicevamo, nel 99% dei casi non è in asse perché viene creato (quasi sempre) facendo due operazioni distinte sul tornio, e girandolo hai la garanzia al limone che non lo centrerai mai.
Per evitare questi due problemi io effettuo più scansioni ad un tot di gradi di distanza e queste vengono tutte importate in un cad per cercare di centrare nelle 3 dimensioni il pezzo.
Quando questo risulta non concentrico (sempre...) si deve perdere un po' di tempo per capire qual'è "l'errore medio".
Non immaginereste mai quanto sono "fuori" bocchini da diverse centinaia di euro.
Poi c'è un altro problema: quando la macchina è così straordinariamente precisa la finitura superficiale è più che visibile nella scansione. Ipotizzando che il pezzo sia uscito dalla macchina "a specchio" la scansione sarà comunque una nuvola di punti che vanno poi raccordati con delle funzioni matematiche che necessitano di una "tolleranza cordiale".
Questa tolleranza è qualcosa a metà fra scienza e magia nera: se la vuoi bassissima ottieni un profilo "micro segmentato", se la alzi ottieni un profilo non veritiero.
Quindi il trucco sta nel spostare micrometricamente i punti di scansione per cercare di metterli "in ordine" su un profilo che è ragionevolmente quello che il costruttore ha disegnato sul suo CAD (o con lo scalpello della LIDL).
Il tutto va ripetuto per l'interno della penna e per l'esterno del bocchino.
Sono diverse ore di lavoro che, normalmente, non accetto di fare, a meno che ci siano motivi storici o di necessità (recentemente ho scansionato per esempio un bocchino personale di Claude Gordon, a lui appartenuto e regalato ad un allievo giapponese).
Precisione? 9/10 se l'operatore è dotato di senno e smaliziato, altrimenti 5/10.
L'ho fatta breve?
Nella prossima puntata parliamo della copia di un bocchino per sax, cosa MOOOOOOLTO più complessa sotto molti punti di vista.
