Proprio così: a volte può essere questione di granulometria sbagliata…

Magari hai trovato tutte le risposte corrette agli interrogativi tecnici relativi alla progettazione degli stampi o alla regolazione scientifica del processo, ma potrebbe non essere sufficiente per capire l’origine segreta di alcuni problemi qualitativi che ti possono perseguitare da molti anni.

Ecco che si presenta nuovamente quel maledetto problema, che pensavi di avere risolto definitivamente, che pensavi di avere circoscritto definitivamente ma…

…era solo pura illusione!

Mal di stomaco, nervi alle stelle, rapporti con il tuo cliente ai minimi storici e una nuova notte insonne, l’ennesima che ti ha procurato quel maledetto stampo.

Eppure, stavolta non ti sei fatto sfuggire nulla.

In macchina hai curato la prima fase e il passaggio dalla prima alla seconda fase garantendo alla macchina anche la pressione ottimale.

Hi verificato in maniera maniacale tutti i parametri per la corretta gestione della seconda fase, verificando la corretta velocità e la corretta pressione: questa volta non ti sei fatto sorprendere nemmeno dalla carica dell’accumulatore.

Hai perfino misurato la caduta di pressione durante la seconda fase e hai programmato la pressa per garantire la corretta compattazione del pezzo a seguito di questa caduta.

Purtroppo, i pezzi iniziano ad avere buchi sugli attacchi di colata senza preavviso.

Perché?

Eppure, a calcoli fatti, stai compattando correttamente sia i pezzi che la materozza utilizzando la migliore pressione specifica sul metallo disponibile per la tua pressa.

Stavolta non ti sei fatto sorprendere nemmeno dalle curve di iniezione: hai verificato la curva di velocità e hai constatato che si tratta effettivamente della migliore curva di riempimento dei pezzi.

Mentre stavi progettando lo stampo hai calcolato perfettamente la forza di apertura della macchina, il tempo di riempimento, la velocità di attacco, lo start ottimane della seconda fase, hai scelto e calcolato il diametro corretto del pistone e non solo…

Hai messo sotto torchio il nomogramma della tua pressa, il suo diagramma PQ2 e lo hai utilizzato per progettare il tuo stampo e per e regolare la tua macchina.

Eppure la maledizione di quello stampo ti perseguita e non ti molla: ti segue come la tua ombra, scompare quando pensi di aver trovato l’uscita del tunnel per riapparire quando meno te lo aspetti procurandoti danni devastanti.

Ricorda: anche in questo caso non è colpa tua, ma hai solo bisogno di conoscere alcune cose molto importanti.

Ora te le spiego con questa relazione che ho inviato ad un mio cliente: semplicemente voleva capire per quale ragione si presentavano problemi in maniera casuale su alcuni stampi presenti nella sua fonderia, sebbene questi ruotassero tra macchine differenti.

Ecco quello che ho potuto verificare di persona.

“1-Accoppiamento

Ho eseguito preliminarmente un’analisi di accoppiamento macchina – pistone – stampo per verificare se lo stampo è stato progettato  in maniera coerente ed è stato scelto in maniera opportuna l’impianto sul quale stampare i pezzi.

Ecco di seguito i risultati dell’analisi.

Macchina utilizzata: CZ 125 (ex configurazione magnesio) con pistone diametro 60mm.

-Puntalino minimo consigliato diametro 9mm

In macchina è stato montato un puntalino diametro 11mm: questa scelta consente di generare correttamente la portata di zama agli attacchi di colata.

-Tempo di riempimento consigliato 13 ms.

In macchina, a seguito dell’analisi delle curve di iniezione, abbiamo misurato un tempo di riempimento reale di 12,1 ms (riempimento ottimale).

-Corsa di seconda fase 9,78 mm

Siamo in una zona di lavoro limite: per una macchina di questo tonnellaggio la corsa di seconda fase ideale sarebbe di circa 15mm (comunque non siamo lontani).

-V seconda fase ottimale: 1,13 m/s

La velocità di seconda fase ideale per mandare in JET gli attacchi sarebbe pari a circa 1,13 m/s: in macchina ho misurato una velocità massima di 2,4 m/s (0,8 m/s in prossimità degli attacchi di colata); ciò è dovuto al fatto che, quasi sicuramente, l’operatore che ha regolato la macchina ha dovuto anticipare decisamente la quota di start 2° fase a causa di probabili inefficienze termiche dell’impianto.

-Con Tr 13 ms – V attacco 43 m/s

In macchina, a seguito di un tempo di riempimento misurato con le curve di iniezione di 12,1 ms, abbiamo ottenuto una velocità di attacco reale di 46,2 m/s (valore ottimale per mandare in JET lo stampo).

-Riempimento fagioli in 2,4 ms con velocità 41,6 m/s (ottimale)

Valore ottimale: per evitare di avere porosità sugli attacchi dei fagioli (problema estetico) è sufficiente che la velocità di spurgo del materiale sui fagioli sia minore di circa 60 m/s.

-Diametro minimo consigliato per i canali: 6,5 – 7 mm (carenza di portata e di calore portato)

Il diametro reale è pari a 6mm: con gli attacchi progettati potrebbe essere un po’ basso generando potenziali raffreddamenti precoci della lega vicino ai fagioli (siamo al limite ma non è un errore particolarmente grave).

-Pressione specifica sul metallo 347 Kg/cm2

Si tratta di un valore ottimale per compattare correttamente i pezzi.

In macchina le fasce risultavano un po’ usurate.

-Forza di apertura: 56,17 Ton

La forza di apertura generata dal picco di pressione generato dall’iniezione della pressa è ampiamente nel margine della macchina (anche una pressa da 80 ton. potrebbe stampare i pezzi in conformità).

-Accoppiamento scelto per lo stampo (CZ125 con pistone diametro 60mm) ben dimensionato

L’algoritmo di calcolo ha evidenziato le seguenti migliori soluzioni di accoppiamento:

Accoppiamento 1 consigliato: HC80 con pistoni diametro 45, 50, 55

Accoppiamento 2 consigliato: HC135 con pistoni diametro 50, 55

In macchina siamo molto vicini alla soluzione ideale.

-Quota start 2° fase in macchina: 40mm

Come accennato risulta essere molto anticipata a causa di difficolta di gestione termica del processo (in caso contrario potrebbe sparire la goccia sul puntalino o potrebbero raffreddarsi precocemente gli attacchi di colata).

-Il pezzo è ESTETICO

Il tempo di riempimento calcolato di 13 ms è ottimale.

-La è macchina asservita da robot e ha un tempo ciclo molto alto (26,3s).

La presenza del termoregolatore aiuta a mantenere costante la temperatura dello stampo, anche a fronte di un tempo ciclo piuttosto alto, anche se la temperatura del termoregolatore (circa 70°C) sembra un po’ bassa per stampare un pezzo estetico.

-Controllo delle condizioni della valvola di iniezione

È nuova: è stata sostituita da soli 6 mesi.

-Percentuale di rifusione della materozza: 56,5%

Di solito è consigliabile recuperare al massimo il 25 – 30% di materozza.

CONCLUSIONE: l’analisi dell’accoppiamento e dei parametri reali di lavoro della pressa denota (salvo qualche lieve criticità di processo) un buon progetto dello stampo, un buon accoppiamento con la macchina, qualche difficoltà nella regolazione dell’iniezione a causa di problematiche di natura termica.

2-Analisi termica

Si tratta di un impianto nato per stampare magnesio, adattato in un secondo momento con un forno a gas proveniente da una CZ80 (attenzione: questa è una criticità importante di processo in quanto un crogiolo sottodimensionato può provocare problemi di oscillazione di livello della lega e di oscillazione della temperatura della lega nel crogiolo).

Inoltre la parte di gestione delle termiche di processo non è realizzata con il PLC della pressa ma con pirometri  comandati da quadri elettrici esterni.

Con queste premesse diventa molto difficile riuscire a registrare una mole sufficiente di dati (almeno 24 ore) per capire di quale entità sono le oscillazioni termiche di processo.

Nella gestione del processo ho notato quanto segue.

-Temperatura del forno impostata: sonda di sicurezza 433°C – sonda di lavoro 435 °C

-Escursione termica del forno impossibile da misurare

-Tipo di caricamento dei pani: manuale

Il caricamento manuale può generare importanti oscillazioni termiche sul forno: si osservi l’esempio di seguito riportato con una escursione termica di circa 70°C (si riferisce ad una altro cliente).

Attenzione: la solidificazione della lega inizia sotto i 387°C.

-Modalità di caricamento dei pani

Attenzione: preriscaldare sempre il pane prima di immergerlo nel forno per evitare cadute termiche importanti.

-Temperatura  del sifone: 350°C

La lega inizia a solidificare a 386°C quindi questo dato è illogico.

Piuttosto sembra che il sensore di temperatura sia posizionato lontano dalle resistenze in una zona che non definisce la reale temperatura del condotto interno del sifone; quindi questo dato è poco significativo.

-Temperatura della prolunga

La prolunga si trova ad una temperatura impostata di 412 °C (io suggerirei circa 420°C per sicurezza, ma siamo molto vicini) mentre il puntalino è riscaldato ad una temperatura impostata di 504°C (molto bene).

-Temperatura del termoregolatore: 71°C

È difficile stabilire se sia un dato buono o meno; di solito, per un pezzo estetico, sarebbe necessario misurare una temperatura del tassello dell’impronta dopo la lubrifica non inferiore a 100 – 120°C.

-Data di ultima taratura delle sonde termiche

Non influente in quanto le sonde termiche vengono sostituite con regolarità.

CONCLUSIONE: a differenza dell’accoppiamento, la gestione termica dell’impianto presenta qualche criticità importante di gestione del processo.

Più le variabili di processo sono misurabili e controllabili, meno criticità di processo ci si trova a gestire.

Quando il processo si trova al limite, piccole variazioni di condizione operative possono destabilizzare il risultato finale.

3-Analisi chimica

Puntualizzo solo un paio di considerazioni.

-Lega utilizzata di 1° scelta: ZAMA 15 – 5

-Suggerisco l’analisi chimica della lega in pani da inserire nel forno e l’analisi chimica del bagno (che dipende dalle termiche utilizzate, dalla percentuale di rifusione della materozza, dalla percentuale di impurità di vecchia data disciolte, nel bagno, ecc…) per verificarne le differenze.

-I fagioli non vengono rifusi (molto bene)

-Un’ultima segnalazione: il cliente ha notato la fornitura di pani di granulometria differente.

Di solito pani con granulometria più piccola garantiscono performance migliori.

Allego con la presente relazione una analisi tecnica esaustiva per trarre le dovute conclusioni”.

Ti faccio notare che anche in questo caso la materia è molto complessa e se non affronti ogni tuo problema con le dovute cautele, rischi di trovarti in seria difficoltà.

Se le considerazioni che ti ho messo sul tavolo non sono note, è importante che trovi qualcuno che le sviluppi insieme a te per metterti in condizione di trovare le giuste soluzioni alle domande che per te sono rimaste ancora senza risposta.

Sto facendo da anni queste valutazioni, da quando ho iniziato ad analizzare nel profondo il processo di pressofusione per capire dove possono esserci margini di miglioramento nei tuoi costi di produzione e nella pura efficienza della tua fonderia.

Io mi impegno ad analizzare e risolvere le inefficienze della tua fonderia.

Potrai analizzare e costruire la tua fonderia ideale, composta solo da ciò che ti serve, non prendendo in considerazione l’inutile e il superfluo.

Potrai fare calcoli matematici volti all’analisi del materiale che già possiedi e alla scelta delle reali soluzioni che ti mancano per far veramente decollare la tua azienda.

Imparerai a fare calcoli matematici che ti permetteranno di capire se materiale che già possiedi è idoneo e sufficiente a coprire tutte le esigenze produttive della tua azienda, garantendo ai tuoi clienti la qualità che pretendono da te ai costi che decidono loro.

Cosa possiamo dire in merito alla cadenza produttiva delle presse?

Con un metodo scientifico e con calcoli matematici precisi e non improvvisati, finalmente anche tu sarai in grado di trovare sempre l’accoppiamento ottimale tra macchina, pistone e stampo.

Tra le possibili combinazioni disponibili, avrai sempre la possibilità di scegliere quella ottimale per l’impianto che ti si libera al momento di produrre un articolo al massimo della qualità e dell’efficienza produttiva della tua fonderia.

Hai provato a leggere e interpretare le curve di iniezione della macchina per capire se hai ottenuto un setup coerente con i parametri di processo che hai progettato?

Hai progettato i parametri di processo prima di montare lo stampo in macchina?

Se si, quali?

Sei pronto a monitorare in linea le stampate che stai per eseguire?

Potrai fare tutto questo, liberandoti dal rischio concreto di restare schiavo di soluzioni improvvisate e inutili.

Purtroppo, difficilmente potrai progredire se deciderai di restare legato a concetti di lavoro inefficienti e decisamente datati.

Allora, ti ricordo cosa potrebbe capitare affrontando i problemi in maniera inefficiente.

-Continueresti ad utilizzare impianti complessi, difficili da gestire e delicati da manutenere.

-Gestiresti in maniera improvvisata la scelta dei pistoni da montare sulle presse.

-Le cadenze produttive delle tue macchine non decollerebbero mai.

Ecco gli importanti risultati che otterrai nella tua fonderia, se riuscirai a chiarirti alcuni concetti importanti riguardo il processo.

-Ridurrai molto velocemente gli scarti di produzione.

-Ridurrai drasticamente i costi energetici.

-Diminuirai le inefficienze produttive della fonderia.

-Ridurrai la manodopera e i suoi costi.

-Renderai i tuoi impianti più veloci.

Allora, anche tu vuoi vedere decollare la produttività delle tue macchine e la qualità dei tuoi pezzi?

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

>>>CLICCA QUI<<<

Roberto Camerin

L’esperto del processo di pressofusione zama