Abbiamo capito che il riempimento di uno stampo trova alcune similitudini nel processo di galleggiamento di un iceberg.

Purtroppo, solo il 10% di questa enorme montagna di ghiaccio è visibile e galleggia sull’acqua.

Se crollano gli equilibri principali localizzati nella parte sommersa della montagna di ghiaccio, è possibile che una cospicua parte dell’iceberg possa affondare molto rapidamente.

È possibile che si verifichi anche il fenomeno inverso: l’abbattimento dell’equilibrio che determina il corretto galleggiamento della montagna di ghiaccio nella sua parte emersa (che ne rappresenta solo il 10%) potrebbe destabilizzare pesantemente la parte immersa dell’iceberg innescando un fenomeno autodistruttivo difficilmente compensabile creando una serie di eventi a catena in grado di farlo affondare molto rapidamente.

Cosa possiamo concludere da tutto ciò?

Anche la caduta dell’equilibrio idraulico può generare un pesantissimo fenomeno autodistruttivo in grado di produrre scarto elevato e incostante durante il processo produttivo.

Cosa possiamo fare per prevenire questo fenomeno?

Dobbiamo necessariamente appoggiarci a basi scientifiche consolidate, che permettono di calcolare con la massima precisione i migliori parametri di processo, di regolare i tuoi impianti in maniera ottimale, di monitorare il processo produttivo per mantenere costanti le performance degli impianti.

Errori apparentemente banali di progetto dei parametri di processo, di regolazione, di monitoraggio nel tempo, possono ripercuotersi in maniera devastante e incontrollata sul mantenimento dell’equilibrio idraulico ottimale all’interno dello stampo.

Per essere reale e concreto, voglio riportare un esempio reale, relativo ad una prova stampo presso un cliente, 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 ricevere le risposte che stai cercando da molto tempo.

Oggetto della prova è un pezzo con presenza incontrollata di bolle, spessore ridotto e superficie estesa.

Purtroppo, il cliente mi ha interpellato a causa di un scarto di produzione fuori controllo: sto parlando di produzioni con scarti che vanno dall’15% fino al 50% circa.

Il pezzo ha caratteristiche prevalentemente estetiche, ma il suo spessore particolarmente ridotto (in combinazione con la sua estensione di superficie) ci ha costretto a cercare di massimizzare anche le performance tecniche della fusione.

Lo stampo presenta le seguenti caratteristiche.

-Stampo a 2 impronte, con massa di circa 125,0 g.

-Massa di un singolo fagiolo pari a circa 25,0 g.

-Massa di materozza e canali pari a circa 271,0 g.

-Macchina scelta: 135 tonn.

-Diametro del puntalino scelto: 12 mm.

-Area frontale totale della stampata pari a circa 263,48 cm2.

-Spessore minimo dei pezzi: circa 2,0 mm.

-Carrelli radiali presenti: 2.

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

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

-Diametro del pistone di iniezione: 50 mm.

-Pressione specifica sul metallo desiderata per la compattazione ottimale del pezzo: 200 Kg/cm2 (il pezzo è estetico).

-Velocità ottimale di seconda fase per riempire le impronte: circa 2,5 m/s (si tratta di un valore estremamente elevato) per prendere una velocità di attacco di circa 44,6 m/s.

-Corsa del pistone in seconda fase: circa 23,58 mm (anche in questo caso, si tratta di un valore estremamente elevato).

Alla luce di dati di processo così tirati, 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 11mm, mentre nella prova era presente un puntalino da 12mm di diametro (ci siamo).

Ora ti riporto i dati più preoccupanti, che mi inducono a pensare che ci troviamo di fronte ad un processo idraulicamente sbilanciato e difficilissimo da regolare.

Il pistone di iniezione esegue una corsa di seconda fase di ben 23,58 mm.

Obiettivamente, per una pressa di questa taglia, la corsa è eccessiva per avere una risoluzione di regolazione del processo ottimale, evidenziando come la pressa vada pesantemente in crisi con il parametro fondamentale per questo tipo di fusione: il tempo di riempimento.

Ora ti riporto un altro dato preoccupante.

Il jet viene preso per un range di velocità di seconda fase del pistone di iniezione compreso tra 2,18 m/s e 3,64 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 decisamente al limite 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 rispettare il tempo di riempimento calcolato (soli 14,16 ms) e produrre una seconda fase con una velocità del pistone di ben 2,5 m/s.

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

Questa può anche essere fonte di grosse turbolenze per il getto pressofuso.

A conti fatti, ti faccio notare che la forza massima di apertura dell’iniezione è prossima a 248,65 tonnellate rispetto all’area frontale totale ed è prossima a 125,77 tonnellate rispetto all’area frontale di canali e materozza (compresi i dovuti margini).

Questi dati denotano come la pressa sia in condizioni critiche di lavoro.

Ciò è dimostrato dal fato che gli operatori hanno confermato che la macchina lavora con una velocità di seconda fase prossima a 1 m/s (anziché andare a circa 2,5 m/s).

Questo dato indica che siamo pesantemente al di fuori della zona di jet.

Un crollo improvviso dell’equilibrio idraulico genera il problema della scarto elevato e incontrollato, con percentuali che variano in maniera pesante.

Ti ricordo che l’elevata percentuale di scarto incide pesantemente sul costo pezzo finale.

Desidero fati vedere quanto sta accadendo in termini di processo, proprio sul diagramma della velocità del pistone di iniezione.

Ti faccio notare che la forma della curva di velocità identifica un processo di riempimento al limite, con totale assenza di margine della pressa che il cliente ha deciso di utilizzare.

A fronte di problematiche di processo così importanti, l’unica idea sensata da applicare sarebbe l’utilizzo di una pressa di dimensioni maggiori (ad esempio una macchina da 190 tonnellate) con un pistone di maggiore diametro (ad esempio 60 mm).

In questo caso la situazione si riprenderebbe decisamente e rapidamente: la corsa di seconda fase si ridurrebbe a 16,38 mm (sarebbe ottimale), la velocità di seconda fase passerebbe a 1,73 m/s (diventando molto più gestibile) mentre la forza di apertura dello stampo passerebbe a circa 204,31 tonnellate (diventando molto più gestibile).

Attenzione: il problema è molto serio, infatti il cliente non dispone di questa tecnologia.

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!

Se produci in queste condizioni è normale far cadere in maniera improvvisa e incontrollata l’equilibrio idraulico del processo.

Se cade in maniera improvvisa e incontrollata l’equilibrio idraulico del processo l’iceberg può affondare molto rapidamente.

Conseguenza?

Scarto elevato e incostante.

Cosa puoi fare per evitare questa pesantissima situazione?

Naturalmente è fondamentale partire con il piede giusto, analizzare a priori tutti gli equilibri principali di processo, stabilizzarli con il margine più elevato per renderli immuni a fenomeni di deriva interni o esterni.

Quindi cosa puoi fare realmente?

Puoi cercare di crescere e capire cosa devi fare per tenerti lontano dagli errori che ti ho evidenziato.

Se non possiedi il know how adeguato per invertire questa rotta, lo puoi acquisire in qualsiasi momento.

La formazione è incentivata e porta sempre al raggiungimento di competenze importantissime.

Cosa puoi fare per cambiare marcia e 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!

Ovviamente scegli il percorso formativo più adeguato!

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 serietà e buon senso: insieme alla tua esperienza, questa sarà la carta vincente per abbattere definitivamente gli scarti di produzione della 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 faro che ti permetterà di misurate tutte le velocità di attacco dei pezzi, sia in entrata che in uscita ai pezzi.

Ecco cosa potrebbe accadere se continuassi a percorre le vecchie strade dell’inefficienza.

Il tuo processo produttivo sarebbe instabile.

Gli scarti di produzione sarebbero elevati, casuali, 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, grandi risultati arriveranno molto rapidamente.

-Il tuo processo produttiva sarà sempre sotto controllo.

-Ridurrai drasticamente le non conformità dei tuoi clienti.

-Ridurrai realmente gli scarti

-Sostituirai i costi dovuti alle inefficienze a produttività e guadagno.

-Aumenterai il fatturato riducendo le ore di lavoro effettive.

Gli scarti di produzione diventeranno realmente un amaro ricordo.

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