Cosa può essere accaduto per materializzarsi un disastro di questa portata?

Purtroppo, questo problema non era evidente in fonderia, quando era possibile implementare azioni correttive per prevenire questo fenomeno devastante.

In effetti, la macchina ha stampato, le fusioni sembravano a vista (ovverosia, con i 5 sensi…) conformi, ma dopo essere transitate dal forno di verniciatura (verniciatura a polvere con temperatura del forno prossima a 200°C) il 50% dei pezzi si è gonfiato a causa della massiccia presenza di aria nelle fusioni.

Risultato: mal di stomaco, nervosismo alle stelle, molto denaro cestinato e montagne di ore utilizzate per rimontare lo stampo in macchina, ristampare per produrre i pezzi cestinati, prove termiche prima di indirizzare i pezzi alla verniciatura e … un grosso, enorme dubbio…

Quanti pezzi devo ristampare per essere sicuro di non dover rimontare lo stampo in macchina una terza volta perché ho cestinato un’altra montagna di pezzi?

Nel frattempo il cliente li vuole e mi sta pressando…

Ebbene, le cause possono essere molteplici.

Ad esempio, i veri problemi possono iniziare nel momento in cui ti allontani da un curva di velocità triangolare, portandoti, ad esempio, verso un forma d’onda ibrida.

Cerchiamo di rispondere ad alcuni interrogativi.

1-Per quale ragione una pressa può generare un profilo di iniezione ibrido?

2-A quali conseguenze immediate può portare questo profilo di iniezione (bolle e buchi sugli attacchi)?

3-Come puoi eventualmente risolvere il problema?

4-Nel caso in cui non è risolvibile, come puoi affrontare la situazione?

Cercherò, ora, di darti le risposte che stai cercando: le troverai nella relazione che ho inviato al mio cliente dopo il test che ho eseguito nella sua fonderia e scoprirai quante ingenuità sono state commesse nel progetto dello stampo che hanno portato al problema che ti ho evidenziato.

Ecco la relazione.

“L’analisi a tavolino dello stampo ha evidenziato alcune problematiche particolarmente interessanti, che relaziono di seguito.

Dovrebbe essere utilizzato un puntalino di diametro 5mm.

Nella prova era presente un puntalino da 12mm di diametro.

Probabilmente questa scelta si è resa necessaria dal fatto che la pressa che normalmente monta questo stampo è piuttosto grossa (CZ175) e non è possibile utilizzare puntalini di diametro così ridotto.

Suggerisco di porre attenzione a questa riflessione: un puntalino con diametro eccessivo (come in questo caso) può essere fonte di aria inserita nell’impronta durante la fase di iniezione del materiale nello stampo, in quanto, se tale diametro è eccessivo, il materiale tende a distribuirsi sulla periferia del medesimo (circonferenza), lasciando al centro una zona vuota nella quale l’aria prende il posto della lega.

Sono tollerabili piccole variazioni di diametro, ma in questo caso la differenza è eccessiva.

L’analisi in corso fa riferimento ad una pressa da 175 tonnellate, con pistone di diametro 65mm, con una pressione specifica sul metallo richiesta di 250  Kg/cm2.

A questa scelta corrisponde una corsa di seconda fase di soli 8,86 mm.

Obiettivamente, per una pressa così grossa, la corsa è troppo piccola per avere una risoluzione di regolazione del processo ottimale.

Anche questo dato evidenzia come la pressa sia eccessiva per questo stampo.

Il jet viene preso per un range di velocità di seconda fase del pistone di iniezione compreso tra 0,16 m/s e 0,31 m/s.

In effetti, i valori ottimali di tale parametro, a carico (ossia con lo stampo collegato alla macchina), dovrebbero stare tra 1 e 2 m/s.

Ciò evidenzia nuovamente che la pressa è abbondantemente sovradimensionata per lo stampo.

Questo particolare evidenzia, inoltre, che si rischia di mettere in seria discussione la possibilità di regolazione ottimale dell’iniezione della macchina: infatti è impossibile produrre una seconda fase con una velocità del pistone di soli 0,31 m/s

Infatti con questo valore di velocità si innescherebbero gravi problemi di riempimento dello stampo.

Tuttavia, questa può essere fonte di grosse turbolenze per il getto pressofuso; infatti gli operatori hanno confermato che la macchina lavora con una velocità di seconda fase prossima a 1 m/s.

La forza massima di apertura dell’iniezione è prossima a 37,45 tonnellate (compresi i dovuti margini).

Questo è un ulteriore indicatore di quanto la macchina sia sovradimensionata per lo stampo in analisi.

Inoltre ricordo che il costo orario di una pressa e il tempo ciclo del processo, incidono pesantemente sul costo pezzo finale.

Di seguito riporto il diagramma PQ2 relativo alla combinazione tra il pistone da 65mm e la pressa in analisi.

Si nota quanto segue.

La zona di lavoro ottimale dello stampo è delimitata dalle due rette verticali, ma ad una velocità di seconda fase del pistone di iniezione di circa 1 m/s il punto di lavoro reale (marcato con la X) risulta completamente fuori dalla zona citata e con parametri di lavoro eccessivi.

Anche questa può essere fonte di turbolenze.

Come ultima analisi, lo stampo, per come viene riempito, è sicuramente problematico.

Infatti, sarebbe da prediligere l’entrata del materiale in testa al pezzo e non di lato.

Inoltre il fagiolo posizionato frontalmente potrebbe essere fonte di problemi nella zona di attacco.

Infatti, molto probabilmente, viene riempito prima che il  pezzo si sia completato, non assorbendo adeguatamente l’aria in eccesso nell’impronta e evidenziando, potenzialmente, porosità di attacco con parametri di lavoro eccessivi.

In conclusione, dubito che possa esistere un intervento correttivo in grado di risolvere definitivamente il problema evidenziato.

In effetti, l’analisi ha evidenziato una serie importante di problemi, la cui somma ha portato ad avere importanti percentuali di aria nel pezzo, come conseguenza di un processo non sotto controllo.

Dubito che anche una macchina di ultima generazione possa compiere un vero e proprio miracolo nel riempimento ottimale del pezzo.

Purtroppo, non è possibile pensare ad un rifacimento dello stampo, in quanto gli scarsi numeri di esemplari annuali da stampare sono molto ridotti.

L’unica idea economica da applicare è quella di aumentare l’area di attacco, in maniera tale da spostare verso destra le rette che identificano lo stampo sul diagramma PQ2, in maniera tale da avvicinarsi meglio al punto di lavoro del pistone di iniezione che corrisponde ad una velocità di seconda fase prossima a circa 1 m/s (punto corrispondente dalla X).

Ad esempio, portando l’area di attacco da 10,5 mm2 (H = 0,4mm e L = 26,25mm) a 40 mm2 (ad esempio H = 0,5 mm e L = 80 mm), si otterrebbero immediatamente i seguenti benefici.

-Il diametro del puntalino passerebbe da 5 a 8 mm.

-Il tempo di riempimento ottimale delle impronte passerebbe da circa 46 ms a circa 20 ms.

-La velocità di attacco ottimale passerebbe da circa 61 m/s a circa 38 m/s.

-Le condizioni di jet si modificherebbero radicalmente, passando da un range di velocità di seconda fase del pistone di iniezione compreso tra 0,16 m/s e 0,31 m/s, fino ad un range ottimale compreso tra 0,6 m/s e 1,18 m/s.

-Di conseguenza, la nuova situazione corrispondente al diagramma PQ2 risultante, sarebbe nettamente migliorativa e sarebbe la seguente.

ATTENZIONE: i problemi residui segnalati resterebbero inalterati; questa sarebbe la situazione risultante della sola modifica dell’attacco di colata.

Per questa ragione non esiste la garanzia che tutti i problemi presenti sul pezzo si risolverebbero.

Tuttavia, con un solo intervento economico, potrebbero migliorare.

Il sistema macchina – pistone – stampo si troverebbe in un punto di equilibrio migliore”.

In effetti, il rifacimento degli attacchi di colata e la successiva prova in fonderia hanno evidenziato un netto miglioramento della situazione e l’abbattimento di una cifra decimale dello scarto di fusione.

Se non avessimo fatto insieme questa analisi cosa sarebbe potuto accadere di così negativo?

-Il cliente avrebbe cercato una soluzione di tentativo, senza successo

-Avrebbe speso molto soldi in inutili prove stampo

-Avrebbe continuato a cernire una montagna di pezzi prima di consegnare il prodotto al cliente

-Prima o poi sarebbe capitata una pesante non conformità

-Avrebbe stampato in perdita il prodotto

Come vedi, dettagli che non hai approfondito accuratamente possono fare la differenza.

La materia è particolarmente complessa: deve essere affrontata con le dovute cautele per evitare di avere gli scarti di produzione della tua fonderia fuori controllo.

A questo punto, entrano in gioco le lacune, i veri problemi, le vere necessità da soddisfare per una fonderia, nel tempo più breve possibile.

Purtroppo, dobbiamo scontrarci con quella maledetta mentalità che ha messo in ginocchio la nostra economia e le nostre aziende, portando i nostri costi di produzione alle stelle, tagliando i nostri margini di investimento e riducendo il nostro guadagno ai minimi storici.

Questo ambiente ha bisogno di tecnici preparati, in grado di dare valore aggiunto alle aziende che lottano quotidianamente con le loro inefficienze, con i loro costi (a volte fuori controllo), con le zavorre della burocrazia e dell’inefficienza statale.

Non sono più sufficienti i soliti metodi improvvisati per velocizzare il montaggio degli stampi, per regolare gli impianti con metodi che si usavano 40 anni fa o per valutare approssimativamente i parametri di processo da adottare in fonderia senza utilizzare la tecnologia di cui oggi dispongono le macchine.

Le semplici nozioni teoriche vanno completate con azioni precise per ottimizzare le performance produttive degli impianti.

La formazione deve contenere in maniera efficiente tutti gli aspetti che ti ho evidenziato.

La specializzazione nel campo della pressofusione, la conoscenza dei parametri di processo, le tecniche di monitoraggio fanno la differenza sul campo, dove si verificano i tuoi problemi più importanti.

Saper leggere perfettamente le informazioni che ti vengono date in tempo reale dalle macchine è vitale per abbattere egli scarti e ridurre drasticamente  il rischio di non conformità di processo.

Sto validando da anni questi concetti, da quando ho iniziato analizzare nel profondo il processo di pressofusione per capire dove possono esserci margini di miglioramento nei tuoi costi di produzione, nella vera efficienza della tua fonderia e nelle cadenze produttive degli impianti.

È  incredibile, ma trovare competenze che danno risposte precise alle problematiche che ti ho esposto è difficilissimo.

Basta essere schiavi dei soliti problemi!

Impara il metodo giusto per abbattere gli scarti nella tua fonderia.

Vedrai che le efficienze di produzione volte alla riduzione drastica degli scarti ti porteranno a ridurre i consumi energetici e i costi della tua azienda.

Oltre ai costi di ammortamento degli impianti presenti nella tua azienda, che incidono notevolmente sul tuo costo pezzo, potrai gestire sempre al meglio gli accoppiamenti macchina – pistone – stampo, a ottimizzare i tempi ciclo degli impianti, a ridurre ai minimi termini i tempi morti e i tempi di cambio stampo.

Ti aiuterò a monitorare il processo con la tecnica della manutenzione predittiva.

Grazie a questa tecnica sarai in grado di capire in anticipo quando i segmenti, i pistoni, i sifoni,  ecc…, sono da sostituire, prevenendo pericolose non conformità che potrebbero portare sul tuo tavolo eventuali contestazioni dei tuoi clienti.

Potrai fare tutto questo semplicemente interrogando le curve di iniezione delle tue presse!

Ti insegnerò anche a monitorare il linea la produzione dei tuoi impianti.

Potrai ridurre le inefficienze produttive e gli scarti di produzione, ridurre le ore di lavoro delle tue macchine e dei tuoi operai per consegnare ai tuoi clienti un maggiore numero di pezzi.

Sarai in grado di ridurre il numero di prove stampo necessarie per mandare i tuoi stampi in produzione.

Riuscirai a prevenire gli errori di progetto dei parametri di processo.

In sostanza, riuscirai a ridurre i costi dovute alle reali inefficienze.

Finalmente, quando deciderai di applicare il metodo di lavoro giusto anche nella tua azienda, le cose inizieranno a quadrare.

Puoi anche continuare sulla tua vecchia strada: non posso fare nulla per te in questo caso!

Allora, ti ricordo cosa potrebbe capitare utilizzando metodi improvvisati per gestire gli stampi e gli impianti di pressofusione.

-Non potresti ridurre gli sprechi di denaro della tua fonderia.

-I costi di produzione continuerebbero a rimanere stellari.

-Gli scarti di produzione non si ridurrebbero mai a valori accettabili

-Le non conformità da parte dei clienti sarebbero sempre dietro l’angolo.

Grazie all’implementazione costante e quotidiana del metodo giusto, ecco gli importanti risultati che potrai ottenere nella tua azienda.

-Ridurrai degli scarti di produzione.

-Abbatterai i costi energetici.

-Le inefficienze produttive dovute ad un errato accoppiamento macchina – pistone – stampo saranno un amaro ricordo.

-Imparerai a fare la manutenzione predittiva ai tuoi impianti per farli fermare solo quando lo deciderai tu.

-Ridurrai la manodopera e i suoi costi.

Allora, anche tu vuoi finalmente cambiare marcia e migliorare l’efficienza della tua fonderia?

Se veramente sei interessato ad approfondire quanto ti ho appena raccontato…

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Roberto Camerin

L’esperto del processo di pressofusione zama