È arrivato il momento di fare la differenza, di rendere tangibili i frutti dei tuoi sacrifici, degli investimenti mirati che farai nella tua azienda, facendo letteralmente decollare la tua fonderia.

Per questo motivo voglio regalarti alcuni segreti che fanno parte del mio bagaglio personale, che rappresentano il frutto del mio lavoro, della mia esperienza personale, delle mie ricerche in fonderia, dei miei errori, della mia rivincita personale e della mia passione più grande: la pressofusione e i suoi numeri legati all’analisi scientifica del processo.

Quanto ti costano realmente le scelte sbagliate che puoi compiere quotidianamente nella fonderia?

Proprio per questo motivo, ti invito a riflettere con attenzione a quanto ti sto per raccontare.

Errori apparentemente banali di progetto dei parametri di processo, di regolazione, di monitoraggio nel tempo, possono ripercuotersi in un boomerang in grado di distruggere i margini di investimento della tua azienda in un tempo decisamente breve.

Di seguito, ti voglio riportare un paio di esempi reali, relativi ad alcune prove stampo presso un paio di miei clienti, mettendo a nudo tutte le scelte tecniche effettuate a priori, effettuando una analisi comparativa di costo e di inefficienza produttiva che tale scelta ha portato nel tempo.

Preparati a fare un paio di conti insieme a me.

Prima prova: pezzo con presenza massiccia di porosità

Purtroppo, il cliente mi ha interpellato a causa di un scarto di produzione elevatissimo: sto parlando del 50% circa.

Lo stampo presenta le seguenti caratteristiche.

-Stampo a 1 impronta, con massa di circa 152 g.

-Massa di un singolo fagiolo pari a circa 29,7 g.

-Massa di materozza e canali pari a circa 184,8 g.

-Macchina scelta: 175 tonn.

-Diametro del puntalino scelto: 12 mm.

-Area frontale totale della stampata pari a circa 90 cm2.

-Spessore minimo dei pezzi: circa 3,7 mm.

-Carrelli radiali presenti: nessuno.

Come anticipato, nonostante l’assenza di carrelli radiali, il cliente ha preferito utilizzare una pressa con forza di chiusura generosa, volendo alloggiare il tassello in un portastampo già realizzato.

Ti riporto, di seguito, i dettagli relativi alla pressa.

-Forza di chiusura massima dell’impianto: 175 ton.

-Diametro del pistone di iniezione: 65mm.

-Pressione specifica sul metallo desiderata per la compattazione ottimale del pezzo: 250 Kg/cm2.

-Velocità ottimale di seconda fase per riempire le impronte: circa 0,29 m/s (si tratta di un valore completamente sballato).

-Corsa del pistone in seconda fase: circa 8,86 mm (anche in questo caso, si tratta di un valore completamente sballato).

Alla luce di dati di processo così problematici, a seguito della prove in fonderia, ho misurato alcuni feedback di processo.

Ti riporto di seguito i risultati.

Avvicinandoci ad un approccio scientifico del processo, abbiamo potuto notare che il diametro ottimale del puntalino da utilizzare è pari a 5mm, mentre 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 (macchina da 175 ton.) 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 velocità di attraversamento della lega bassissime; un sezione “normale” nei canali di colata genera un’accelerazione violenta da parte del materiale quando passa dal puntalino ai canali stessi, incrementando la presenza di aria inserita nell’impronta durante la fase di iniezione del materiale nello stampo.

In secondo luogo, il pistone di iniezione esegue 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, evidenziando come la pressa sia eccessiva per questo stampo.

Ora ti riporto il dato più preoccupante.

Dopo aver eseguito una serie precisa di calcoli, ho potuto notare che 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 2,5 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.

Purtroppo, lavorando in queste condizioni, stanno letteralmente distruggendo gli attacchi di colata dello stampo.

A conti fatti, ti faccio notare che 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.

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

Desidero fati vedere quanto sta accadendo in termini di processo, proprio sul diagramma PQ2 relativo all’accoppiamento stampo – macchina – pistone in analisi.

Ti faccio notare che 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.

A fronte di problematiche di processo così importanti, dubito che anche una macchina di ultima generazione possa compiere un vero e proprio miracolo nel riempimento ottimale del pezzo.

L’unica idea economica da applicare che mi viene mente (incrociando mani, piedi e tutto ciò di cui disponi) 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).

Attenzione: ciò che ti ho messo sul piatto della bilancia è un problema molto serio.

Seconda prova: pezzo con alta percentuale di scarto

Anche in questo caso sto parlando del 50% circa.

Purtroppo, il cliente ottiene una percentuale totalmente aleatoria di scarti in funzione che lotto che sta producendo.

Lo stampo presenta le seguenti caratteristiche.

-Stampo a 1 impronta, con massa di circa 9,21 g.

-Massa totale di 5 fagioli pari a circa 7,4 g.

-Massa di materozza e canali pari a circa 136 g.

-Macchina scelta: 135 tonn.

-Diametro del puntalino scelto 10 mm.

-Area frontale totale della stampata pari a circa 56,66 cm2.

-Spessore minimo dei pezzi: circa 3,54 mm.

-Carrelli radiali presenti: 1.

Anche in questo caso, il cliente ha preferito utilizzare una pressa con forza di chiusura generosa.

Ti riporto, di seguito, i dettagli relativi alla pressa.

-Forza di chiusura massima dell’impianto: 135 ton.

-Diametro del pistone di iniezione: 50mm.

-Pressione specifica sul metallo desiderata per la compattazione ottimale del pezzo: 200 Kg/cm2.

-Velocità ottimale di seconda fase per riempire le impronte: circa 0,21 m/s (ci risiamo…).

-Corsa del pistone in seconda fase: circa 1,37 mm (follia pura…).

Alla luce dei dati di processo completamente sballati, a seguito della prove in fonderia, ho misurato alcuni feedback di processo.

Ti riporto di seguito i risultati.

Avvicinandoci ad un approccio scientifico del processo, abbiamo potuto notare che il diametro ottimale del puntalino da utilizzare è pari a 4mm, mentre nella prova era presente un puntalino da 10mm di diametro.

Sicuramente, questa scelta si è resa necessaria dal fatto che la pressa che normalmente monta questo stampo è piuttosto grossa (macchina da 135 ton.) e non è possibile utilizzare puntalini di diametro così ridotto.

Anche in questo caso la conseguenza può essere la pesante presenza di porosità nel pezzo.

In secondo luogo, il pistone di iniezione esegue una corsa di seconda fase di soli 1,37 mm.

Questo dato è completamente sballato: in queste condizioni di lavoro ti stai giocando totalmente il migliore profilo di iniezione della pressa.

Dopo aver eseguito una serie precisa di calcoli, ho potuto notare che il jet viene preso per un range di velocità di seconda fase del pistone di iniezione compreso tra 0,19 m/s e 0,31 m/s.

Anche in questo caso non ci siamo.

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

A conti fatti, ti faccio notare che la forza massima di apertura dell’iniezione è prossima a 47,73 tonnellate (compresi i dovuti margini).

Non ti faccio vedere il diagramma PQ2: si tratta di una configurazione molto simile a quella vista in precedenza…

Alla luce di quanto abbiamo considerato fino a questo momento, penso di poter affermare con la massima tranquillità che ci sono grossi problemi di processo in entrambi i casi.

Detto ciò, voglio portarti alla seguente conclusione.

È immediato avere il processo fuori controllo!

Se hai il processo fuori controllo, stai producendo fusioni problematiche, con elevate percentuali di scarto e costi di produzione elevatissimi!

Ovviamente queste anomalie incidono pesantemente sul costo pezzo!

Questo incide sui margini di investimento…

È fondamentale focalizzare l’attenzione su tecniche di regolazione del processo scientificamente provate, con lo scopo di arrivare a un punto di equilibrio della pressa stabile e imperturbabile nel tempo.

È altrettanto fondamentale concentrarsi sull’ottimizzazione del processo, studiare e realizzare il primo metodo certo per abbattere gli scarti nel processo di pressofusione che si appoggia su regole matematiche certe e si dissocia completamente da tecniche improvvisate.

Naturalmente stiamo parlando di problematiche particolarmente complesse.

Tuttavia è fondamentale studiare e capire per quali ragioni uno stampo può perdere drammaticamente il suo punto di stabilità.

Questa può essere fonte di scarto incontrollato.

Puoi realmente cambiare marcia per far decollare definitivamente la qualità delle tue fusioni, al minore costo di produzione che puoi ottenere, tornando ad avere i margini di investimento che avevi qualche anno fa!

Ecco come devono essere analizzati i problemi che ti ho esposto puntando sempre all’eccellenza produttiva della tua fonderia.

Con un metodo certo, con formule matematiche, con esperienza e buon senso: insieme alla tua esperienza sarà la carta vincente per rilanciare la tua fonderia.

Calcoli precisi e strategie di regolazione scientifiche, ad esempio, ti permetteranno di trovare sempre la quota di intervento ottimale della seconda fase.

La corretta lettura e la corretta interpretazione delle le curve di iniezione della macchina ti aiuteranno a capire se hai centrato correttamente il range di velocità di seconda fase del pistone di iniezione della pressa.

La matematica, unita alla tua esperienza, ti aiuterà a trovare la mappe dei tempi di riempimento di tutte le impronte in maniera corretta.

Le curve di iniezione dei tuoi impianti saranno il radar che ti permetterà di misurate tutte le velocità di attacco dei pezzi, sia in entrata che in uscita.

Purtroppo, seguire nuovamente la vecchia strada dell’inefficienza potrebbe essere molto pericoloso.

-Il tuo processo produttivo continuerebbe ad essere instabile.

-Gli scarti di produzione resterebbero elevati, imprevedibili, molto costosi e deleteri.

-La produttività della tua fonderia non decollerebbe mai.

-I margini di investimento che avevi una volta sarebbero solo un amaro ricordo.

Se ti affidi al metodo di lavoro giusto, i miracoli arriveranno molto rapidamente.

-Eviterai di produrre fusioni problematiche.

-Ridurrai drasticamente le non conformità dei tuoi clienti.

-Avrai il processo produttivo della tua fonderia perfettamente sotto controllo.

-Ridurrai realmente gli scarti, sostituendo i costi dovuti alle inefficienze a produttività e guadagno per la tua azienda.

-Risparmierai molte ore di lavoro per tamponare problemi legati a regolazioni non efficienti delle tue presse.

Sarai un esempio di efficienza per i tuoi clienti.

Allora, anche tu vuoi finalmente sostituire  scarti e inefficienza a produttività e guadagno?

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Roberto Camerin

L’esperto del processo di pressofusione