Questa domanda è veramente interessante.

Soprattutto se te la propone un esperto di processo che per sua scelta non si è mai messo a progettare stampi.

Questo perché ho deciso di focalizzare tutti i miei sforzi per cercare di affrontare un problema mai risolto o affrontato seriamente da qualcuno, almeno nel campo della zama.

Infatti ho da sempre cercato di focalizzare le mia attenzione sulla risoluzione dei problemi strategici del processo di pressofusione legati alle leghe di zinco, con particolare riferimento agli impianti produttivi della fonderia.

Esistono varie aziende che si occupano di progettazione di stampi.

Esistono vari software che effettuano simulazioni di riempimento degli stampi.

Ma quando vai in fonderia, come fai a collegare tutto ciò che hai visto a tavolino in ufficio con le macchine che hanno il compito di riempire gli stampi che, magari, qualcun altro ti ha progettato?

Sei sicuro del lavoro che il progettista ha fatto a priori?

Hai scelto la macchina giusta per alloggiare lo stampo che stai per provare in fonderia?

Esiste un accoppiamento migliore di quello che hai scelto, sia per il rispetto del requisito qualitativo che ti sei posto, sia per minimizzare i costi di produzione dell’articolo che stai per stampare?

Ma, soprattutto, hai un grosso dubbio da toglierti dalla mente.

Lo stampo è stato progettato in maniera coerente?

Faccio questa affermazione perché non è detto che chi ha progettato lo stampo abbia conoscenze tecniche importanti che consentano di ottimizzare l’iniezione della macchina.

Allora è importante avere ben chiari alcuni aspetti che abbraccino entrambe queste competenze: come si riempie in maniera ottimale uno stampo per pressofusione zama e come si ottimizza il funzionamento del gruppo iniezione di una pressa a camera calda.

Questo perché oggi, purtroppo, le due competenze che ti ho accennato, spesso, non si intrecciano, non si incontrano con l’obiettivo di ottenere in fonderia il massimo risultato qualitativo al minimo costo.

Proviamo, allora, ad affrontare insieme questo argomento, cercando di capire come e dove intervenire per massimizzare questo equilibrio.

Cerchiamo di scoprire nel dettaglio quali errori e quali ingenuità progettuali di uno stampo possono mettere in crisi il gruppo iniezione di una macchina per pressofusione a camera calda, anche di ultimissima generazione.

Stampo sbilanciato

Rappresenta la configurazione più difficile da riempire correttamente per il gruppo iniezione di una pressa.

Cosa intendo per stampo sbilanciato?

Si tratta di un oggetto, magari a multi impronta, nel quale i vari attacchi di colata vengono raggiunti in istanti temporali differenti.

Questo rappresenta un grande ostacolo per l’ottimizzazione del profilo di iniezione della pressa.

Per quale ragione?

Perché il pistone di iniezione della macchina è in grado di gestire un solo profilo di iniezione e, quindi, di gestire un solo tempo di riempimento (che, nel caso della multi impronta, potremmo definire medio).

Ovviamente, in uno stampo sbilanciato, non hai a disposizione un solo tempo di riempimento ma una matrice di tempi di riempimento differenti tra loro.

Per questa ragione, in questa configurazione di stampo, la tecnica di gestione del profilo di riempimento ideale della pressa diventa difficilissima da trovare.

In effetti, prima di montare lo stampo in macchina, dovresti calcolarti a tavolino tutti i singoli tempi di riempimento per trovare, quindi, il profilo di iniezione “medio” che li soddisfa tutti.

Logico, ma come?

Sicuramente non con soluzioni improvvisate, non testate nella loro efficacia, non provate a tavolino per capire in anticipo dove ti sta portando la strada che hai deciso di percorrere.

Magari potresti effettuare brillantemente questo calcolo a tavolino e verificarlo, in un secondo momento in fonderia, cioè di fronte alla pressa, con le curve di iniezione.

Effettuando questo calcolo potresti, addirittura, capire che non esiste un profilo di iniezione ottimale in grado di soddisfare completamente la matrice di tempi di riempimento che hai dovuto calcolare a tavolino.

Oppure potresti scoprire che la matrice delle velocità di attacco che hai ottenuto è completamente fuori dal range di regolazione della pressa.

Ecco che, in questo caso, si delinea una situazione veramente problematica da gestire.

Ti trovi di fronte ad una potenziale criticità di sistema, una situazione non prevedibile, che potrebbe portarti ad una produzione fuori controllo.

Quindi cosa potrebbe succedere, nel concreto?

Quali rischi potresti correre se non corri ai ripari?

Potrebbe succedere che, lavorando in condizioni critiche, potresti produrre scarti in alcuni lotti e pezzi conformi (ma al limite di accettazione) in altri casi.

Ecco che, un errore di progetto dello stampo apparentemente innocuo, potrebbe essere irrisolvibile e non compensabile da alcuna macchina, anche di ultimissima generazione.

Stampo non accoppiabile alla macchina

Esiste una regola di buon senso che va applicata ogni volta che uno stampo deve essere progettato.

Dovresti porti una domanda semplice ma strategica.

A quale macchina deve essere accoppiato questo stampo?

Quale pistone di iniezione è montato su questa pressa?

Sembra una cosa banale ma non lo è affatto.

Ora ti spiego per quale ragione.

Molto spesso, chi progetta uno stampo si preoccupa solo di capire quale massa stampabile è in grado di sopportare la pressa in fonderia e, solo raramente, si domanda se l’area frontale della massa liquida è in grado di mettere in crisi la chiusura della pressa.

Purtroppo, questo è solo il punto di partenza.

Esistono anche altri interrogativi da porsi prima di iniziare a fresare lo stampo.

-Con quale velocità di seconda fase devo riempire le impronte?

-Potrei rispettare un range di velocità coerente per la pressa che ho in fonderia?

-Quale corsa risultante di seconda fase deve effettuare il gruppo iniezione?

-Non si tratta, eventualmente, di una corsa eccessiva per il gruppo iniezione della pressa?

-L’iniezione ha una risoluzione di regolazione della velocità e della corsa sufficiente per effettuare un profilo di iniezione che abbraccia perfettamente lo stampo?

-La forza di apertura che genera l’iniezione, è in grado di mettere in crisi la chiusura della macchina?

-Nel caso di uno stampo sbilanciato, quanto si riducono le prestazioni della chiusura se lo stampo non è perfettamente simmetrico rispetto alle colonne della macchina?

-Hai calcolato la temperatura ottimale alla quale lo stampo deve lavorare?

-Quale deve essere il punto di lavoro dell’accoppiamento macchina – pistone – stampo che garantisce la maggiore stabilità di processo (asintotica stabilità)?

Come vedi, sono molti gli aspetti da considerare a tavolino per non trovarsi con brutte sorprese in fonderia.

Quale di questi requisiti hai verificato prima di mandare in produzione lo stampo?

Attenzione: non voglio metterti in ansia o complicarti la vita, ma se vuoi evitare di rincorrere e risolvere problemi a cui non hai mai pensato, è meglio che ti poni alcune domande prima di mettere in produzione lo stampo che hai progettato.

Stampo privo di fagioli

Ecco un altro clamoroso errore di progettazione dello stampo.

Effettui il progetto di tutta la parte “nobile”, ossia quella che deve realizzare in conformità i pezzi da consegnare, magari curandola nei minimi dettagli, ed eviti di progettare i fagioli.

Perché in genere si procede in questo modo?

-Il fagiolo è una parte non recuperabile e deve essere scartata producendo un costo inutile da assorbire (se puoi evitare di metterlo…).

-Non sai esattamente dove si concentreranno le principali problematiche della fusione, che il fagiolo ti dovrebbe correggere in qualche modo, quindi prima provi lo stampo in macchina e, solo in un secondo momento, li realizzi in base ai problemi che pensi di dover risolvere.

-Non sai a priori quale massa devi associare a ciascun fagiolo e cerchi di intuirlo in fase di campionatura.

In realtà, molti procedono in questo modo.

Ma c’è un problema inaspettato!

Se aggiungi i fagioli in un secondo momento, rischi di squilibrare il progetto dello stampo che hai realizzato.

Quante volte capita, soprattutto nel campo della minuteria, che i fagioli assumano una massa simile o paragonabile a quella delle impronte?

Ma non finisce qui!

Potrebbe capitare che hai progettato uno stampo che sia in ottimo equilibrio per un determinato sistema macchina – pistone.

Magari questo stampo è privo di fagioli.

Ricorda una cosa importantissima: nel momento in cui aggiungi i fagioli alla tua stampata, aumenti l’area frontale del getto e, di conseguenza, anche la forza di apertura che lo stampo genera sulla ginocchiera della macchina.

Se sei già al limite con la chiusura durante la fase di progetto, rischi di mettere in crisi la ginocchiera della macchina aggiungendo di seguito i fagioli.

Ma non siamo ancora arrivati alla fine delle conseguenze.

Quanti di voi, aggiungendo i fagioli dopo la campionatura, si sono posti un interrogativo?

Con quale area di attacco deve entrare il materiale nei fagioli?

Quasi mai, durante la campionatura, ci si ferma a fare questi calcoli, perché lo stampo deve andare in produzione il più presto possibile.

Poi arrivano le sorprese che ti fanno gettare nell’immondizia buona parte delle fusioni che hai prodotto!

Accoppiamento di tasselli

È molto frequente, per una questione di costi e per evitare di fare magazzino, dover produrre fusioni di differente natura inserendo tasselli di differenti componenti nel medesimo portastampo.

Per ottimizzare i costi va bene, ma ti pongo una domanda molto semplice.

Con quale criterio hai accoppiato i tasselli che producono pezzi sul medesimo portastampo?

Massa simile?

Tempo di riempimento simile?

Velocità di attacco simili?

Area stampabile simile?

Nessun criterio?

Quante volte capita di dover interrompere la produzione per dover cambiare un solo tassello dello stampo e ripartire in produzione?

Non aspettarti una regolazione coerente della pressa!

Ecco, allora, una grande verità che ti devo sottolineare se stai leggendo con attenzione questo articolo.

Quelle che ti ho elencato, potrebbero essere cause potenziali di uno scarto elevato dovuto ad un processo produttivo fuori controllo.

Ricorda che in fonderia non esistono certezze.

Monitorare e controllare tutti gli aspetti che potenzialmente potrebbero portare in deriva il processo è fondamentale.

Ma tutto ciò deve essere fatto a tavolino, non quando lo stampo è arrivato in fonderia.

In quel momento il disastro si è già compiuto!

Come puoi evitare questa pesante situazione?

Semplicemente con il buon senso e rivolgendoti alle persone giuste, quelle che si prendono a cuore i tuoi problemi perché li hanno vissuti in prima persona sulla loro pelle e li hanno risolti a prezzo dei loro sacrifici e della loro perseveranza, provando e riprovando soluzioni che oggi stanno facendo il successo di moltissime fonderie di zama.

Non sicuramente mettendo la tua fonderia nelle mani di chi è inadeguato ad analizzare i problemi che ti ho esposto.

I teorici di settore o i formatori, che non hanno mai messo piede seriamente in una fonderia, non saranno mai in grado di aiutarti a risolvere in maniera efficace il problema dello scarto incontrollato, che ti costringe a moltiplicare le ore degli operatori nei reparti produttivi, incatenandoli di fatto al loro posto di lavoro e dovendo pagare ore straordinarie a operatori e impianti (potenzialmente impiegabili per altre produzioni).

I pensionati tuttofare, al limite prenderanno a martellate qualche macchina capricciosa per farla ripartire ma non si azzarderanno mai ad analizzare gli stampi al microscopio per capire le potenziali fonti di problemi, contribuendo, così, a mantenere la situazione fuori controllo.

I tuttologi non sono focalizzati sui tuoi problemi ma solo ed esclusivamente sulle loro entrate finanziarie.

Ricorda sempre di utilizzare al massimo livello la tecnologia di cui disponi.

Solo in quel momento sarai pronto per ampliare gli orizzonti e gli investimenti, perché il resto lo hai già stabilizzato e lo stai utilizzando al meglio.

Applica il principio della misurazione del processo anche nella tua azienda!

Rivolgiti a chi ti può aiutare realmente ad analizzare e controllare il processo di pressofusione con regole matematiche certe, testate e provate in tante fonderie con ottimi risultati.

Applica anche tu un Metodo Certo per Abbattere gli Scarti nella fonderia, un metodo che molte aziende stanno già utilizzando con successo.

Impara a prevenire prima di curare!

Analizza a monte tutte le potenziali criticità dei tuoi stampi cercando di risolverle a tavolino, prima di iniziare a fare trucioli sulla fresa che li produce!

Viceversa, può capitare che tu decida di continuare a rivolgerti a chi continua inesorabilmente a entrare nella tua azienda senza darti riscontri scientifici per l’analisi a tavolino delle criticità dei tuoi stampi!

Allora, ti ricordo cosa può capitare rivolgendoti ai soliti fornitori con soluzioni improvvisate che non hanno le idee molto chiare riguardo il processo di pressofusione della zama in camera calda:

-Continuerai a realizzare stampi da testare pericolosamente in fonderia, quando è troppo tardi.

-Sarai nuovamente in balia di scelte discutibili di accoppiamento macchina – pistone – stampo.

-Di conseguenza, non riuscirai ad ottimizzare i costi di produzione delle fusioni.

-Le tue prove stampo saranno infinite e molto costose.

Ecco gli importanti risultati che otterrai nella tua fonderia di pressofusione zama, e per te stesso, se ti affidi al metodo di lavoro giusto.

-Potrai aumentare il tuo fatturato riducendo le ore di lavoro effettive di progettazione degli stampi.

-Di conseguenza, ridurrai drasticamente i costi legati alle tue inefficienze.

-Potrai abbattere drasticamente gli scarti dovuti alle inefficienze degli stampi.

-Aumenterà il rendimento complessivo dei tuoi impianti.

-Risparmierai molte ore di lavoro dei tuoi dipendenti per effettuare controlli in linea tardivi per risolvere i tuoi problemi di produzione più importanti.

-Di conseguenza, risparmierai, finalmente, una quantità incredibile di denaro per rincorrere e tamponare i problemi che ti ho accennato.

Finalmente potrai anche tu essere padrone indiscusso della tua tecnologia.

Allora, vuoi scoprire anche tu come molte altre fonderie di zama stanno brillantemente affrontando e risolvendo quotidianamente i loro problemi quotidiani di lavoro con un metodo scientifico certo?

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

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Roberto Camerin

L’esperto del processo di pressofusione zama