Lubrorefrigerazione e lavorazione dei metalli: un sistema integrato

Nelle lavorazioni metalmeccaniche, l’asportazione di truciolo che si verifica durante le operazioni di tornitura, fresatura, molatura e rettifica richiede l’uso di fluidi lubrorefrigeranti (FLR) detti anche oli da taglio o metalworking fluids. Tali fluidi hanno essenzialmente un duplice scopo: raffreddare la zona di lavorazione, soggetta a surriscaldamento a causa delle continue e severe sollecitazioni meccaniche; lubrificare in modo ottimale il contatto utensile-pezzo, per ridurre l’attrito e dissipare il calore prodotto – che può persino superare i 1000°.

Appare dunque evidente quanto e come la lubrorefrigerazione abbia un’influenza diretta non solo sulla qualità delle lavorazioni, ma anche sulla vita e sulle prestazioni della macchina utensile, tanto da esserne ormai considerata parte integrante. Un lubrificante efficiente permette infatti di lavorare in condizioni ottimali: è stato stimato che, annualmente, i fermi di produzione correlati a sistemi inadeguati, incidono negativamente sulla produttività aziendale complessiva (meno 10%).

Per evitare problemi e limitare al massimo gli interventi di manutenzione sui macchinari, è assolutamente necessario che il fluido da taglio – relativamente alla sua composizione in termini di additivi – sia appropriato alla tipologia di lavorazione e alla natura dei metalli impiegati nella produzione. In commercio, ne esistono essenzialmente due tipi: FLR interi (che non contengono acqua) e FLR solubili (cui viene aggiunta acqua in proporzione variabile). Le principali caratteristiche da valutare nella scelta del fluido adatto alle proprie esigenze sono: stabilità, detergenza, potenziale di taglio, intervallo di decadenza, versatilità. Le variabili da tenere sotto controllo sono invece due.

La prima riguarda la pulizia, che deve essere garantita mediante un opportuno sistema di filtrazione per impedire che nel fluido finiscano trucioli e polveri metalliche derivanti dalle lavorazioni o dalla degradazione termica. Una filtrazione adeguata serve inoltre a scongiurare il pericolo di contaminazione biologica, da parte di microorganismi (batteri e specie fungine) che, diffondendosi nell’ambiente sotto forma di bioaerosol, possono provocare patologie respiratorie e dermatologiche.

La seconda variabile è invece relativa alla sostenibilità. Nell’ultimo decennio – grazie soprattutto all’impegno dei principali produttori e distributori – si registra la tendenza ad un impiego sempre più massivo dei lubrorefrigeranti a base rinnovabile (con esteri vegetali al posto degli idrocarburi), che inquinano meno e possono essere più facilmente smaltiti. Come tutti i prodotti chimici di processo, anche i lubrorefrigeranti sono attenzionati dalla normativa di riferimento: la REACH (Regolamento Europeo concernente la registrazione, la valutazione, l’autorizzazione e la restrizione delle sostanze chimiche) che prevede l’aggiornamento periodico, da parte della ECHA European Chemical Agency della Candidate List, l’elenco delle sostanze cancerogene, mutagene e tossiche (SVHC substances). Le Schede Dati di Sicurezza (SDS), che per legge devono accompagnare oli per metalworking e lubrorefrigeranti industriali, contengono tutte le informazioni indispensabili ad un uso corretto e oculato del prodotto.

La legge stabilisce inoltre le procedure da seguire nelle operazioni di smaltimento – essendo i FLR considerati, al pari della maggior parte dei fluidi tecnici, come rifiuti speciali. In Italia, Il CONOU Consorzio Nazionale degli Oli Minerali Usati, introdotto nel 1982 con decreto del Presidente della Repubblica, è la prima agenzia ambientale dedicata alla raccolta, alla gestione e alla trasformazione degli oli usati da rifiuti a risorse. Come conferma l’ultimo rapporto di sostenibilità rilasciato dall’organizzazione, Il Consorzio può essere considerato un modello all’avanguardia in campo internazionale: mentre in Europa si avvia a rigenerazione una quota pari al 60% dell’olio lubrificante usato raccolto, in Italia questo rapporto arriva a circa il 99% e il processo è capace di garantire diversi benefici quali, tra tutti, la riduzione del consumo di combustile fossile per il comparto produttivo e, in conseguenza, l’abbattimento delle emissioni di CO2 in atmosfera.

Il rispetto della normativa di settore, oltre ad essere l’unica garanzia possibile per la salvaguardia della salute dei lavoratori, risulta dunque essere un prezioso strumento di controllo per aziende e officine metalmeccaniche che intendono operare in conformità, garantire la massima qualità dei propri manufatti e tradurre in marginalità l’impatto di un sistema virtuoso. Come Piacenza Meccanica che, attraverso un programma strutturato di investimenti in tecnologie, processi e sicurezza, traduce i propri valori in vantaggio competitivo.

CAD e CAM, software per la macchina di precisione

Le lavorazioni meccaniche di precisione non sarebbero possibili senza le tecnologie adeguate, ovvero macchinari all’avanguardia assistiti da software che consentono di sfruttarne al massimo il potenziale. L’introduzione del controllo numerico nella progettazione e realizzazione di componenti meccanici – che siano elementi isolati o gruppi montati da integrare in altri prodotti e linee di produzione – ha rappresentato, in tal senso, un’innovazione che ha completamente rivoluzionato l’industria metalmeccanica.

La realizzazione di componenti con torni e frese CNC comporta infatti enormi vantaggi, misurabili sull’ottimizzazione delle performance degli operatori, sulla qualità e l’esattezza delle lavorazioni, sulla riduzione dei tempi e dei costi di produzione. Tutti questi fattori impattano notevolmente sulla reddività di impresa ed appare superfluo sottolineare quanto sia importante pianificare e mettere in atto degli investimenti in tal senso.

L’affidabilità di un’industria che opera per altre industrie, dipende moltissimo dall’affidabilità delle proprie tecnologie; ma è anche vero che disporre di strumenti avanzati senza conoscerne nel dettaglio le funzionalità e senza avere contezza di come valorizzarli e sfruttarli al massimo, azzera ogni vantaggio strategico.  La lavorazione di componenti meccaniche di precisione con macchinari CNC prevede infatti diversi fasi: essere in grado di governare il processo nella sua interezza, dall’acquisizione dell’ordine all’evasione della commessa, è l’obiettivo di ogni produzione efficiente.

I passaggi da tenere in considerazione riguardano sia la programmazione che l’esecuzione delle lavorazioni.  Il punto di partenza è il disegno tecnico, solitamente fornito dal cliente in relazione ad esigenze specifiche di approvvigionamento. Anche nel caso di produzioni non standardizzate e dai volumi estremamente ridotti, PiacenzaMeccanica realizza componenti replicabili e di altissima precisione, principalmente in lega di alluminio o da polimeri plastici; la qualità dei materiali costitutivi – ad esempio gli allumini pregiati, con caratteristiche tecniche che rispondono ai requisiti imposti da produzioni industriali anche critiche, come quelle dei settori ferroviario, aereonautico, idrosanitario – unita ad esperienza e metodo, permettono all’azienda di agire sui disegni tecnici e migliorare progetti poco accurati.

I disegni, realizzati in linguaggio CAD – Computer Aided Design, vengono presi in esame dal reparto progettazione interno all’azienda, in grado di perfezionarli e adattarli ai macchinari CNC. La traduzione del linguaggio CAD in CAM – Computer Aided Manufacturing è ciò che trasforma ogni progetto in una realtà tangibile, offrendo la possibilità di simulare nel dettaglio l’intero processo di lavorazione. Una progettazione CAD eseguita alla perfezione deve pertanto tenere in considerazione sia gli utensili impiegati che il comportamento del pezzo durante la sua lavorazione. Al progettista viene lasciato margine di azione per poter intervenire su alcune variabili che, se opportunamente gestite, garantiscono un risultato ottimale – come ad esempio le tolleranze, o il ripensamento di caratteristiche estetiche complesse o superflue. L’esperienza acquisita sul campo permette a PiacenzaMeccanica di poter attingere a un vasto bacino di competenze ed essere riconosciuta come un punto di riferimento autorevole e un partner fidato. La memoria storica dell’azienda, che opera da oltre 70 anni ed è gestita oggi dalla seconda e terza generazione della famiglia Piacenza, rappresenta un importante punto di forza ed è forse la qualità che, più di tutte, contraddistingue l’eccellenza delle produzioni che portano la sua firma.

Il controllo qualità 

Nel panorama delle aziende che si occupano di lavorazioni CNC di precisione, la gestione del controllo qualità dei componenti realizzati viene trattata in modi differenti, che dipendono dalla visione aziendale interna e dalle esigenze dei clienti. Noi di Piacenzameccanica crediamo fermamente che, anche quando non richieste, essere in grado di fornire determinate attestazioni sia essenziale al fine di fornire un servizio di qualità.

Perché scegliere la nostra azienda

Quando cominciamo ad analizzare la costruzione di un componente, creiamo quella che si chiama scheda prodotto: al suo interno sono contenute le caratteristiche relative ai materiali necessari per costruirlo (tipologia di materiale, dimensione, peso, ecc.) e il ciclo di lavorazione

Successivamente il componente da costruire viene suddiviso in fasi di lavorazione. La prima fase è quella chiamata pick up, che si riferisce al prelevamento del componente grezzo dal magazzino e del suo trasporto alla macchina. Le fasi successive riguardano invece le lavorazioni CNC (fresatura, tornitura, ecc.).

Per ogni tipologia di lavorazione viene applicato un programma di controllo gestito in modo informatizzato tramite tablet a bordo macchina. Il primo componente che esce dalla macchina viene analizzato secondo un diagramma di controllo, all’interno del quale sono stabilite le misurazioni da effettuare (dimensionali, di rugosità e altre tipologie).

I nostri componenti sono verificati al 100%: tutti i pezzi che escono hanno passato un test, un collaudo e un accertamento inglobato nel ciclo di lavorazione

Controllo qualità sulla produzione Piacenza Meccanica
Dettaglio anomalie di produzione in Piacenza Meccanica

I controlli qualità sono integrati nel nostro sistema e determinati dalla certificazione ISO, che prevede uno specifico modo di lavorare e dei criteri generali, oltre a quelli specifici dei clienti.

Nel settore ferroviario, in cui bisogna tenere in considerazione particolari problemi di sicurezza, viene richiesta una certificazione cartacea per ogni singolo componente o lotto, che deve essere mantenuta a disposizione del cliente per un periodo pari ad almeno 30 anni. In questi documenti viene attestato tutto quello che riguarda l’ordine in questione, che si tratti di informazioni interne o esterne all’azienda. Per i materiali, ad esempio, non solo vengono richiesti i fornitori, ma anche i certificati con le loro caratteristiche meccaniche e la loro composizione chimica.

La nostra azienda, indipendentemente dalle richieste, provvede a elaborare le certificazioni dei materiali usati e dei trattamenti e le conserva in modo che rimangano sempre a disposizione in caso di necessità.

La nostra forza sta nell’avere la completa tracciabilità di tutte le fasi di lavorazione e di tutti i materiali impiegati per la costruzione di ogni singolo componente – il tutto gestito dal sistema informatico aziendale.

Solo così possiamo garantire ai nostri clienti standard di qualità sempre alti, migliorando continuamente in termini di efficienza e produttività.

La macchina multipallet

Una macchina multipallet è un centro di lavoro che dispone di due o più pallet sui quali fissare i componenti da sottoporre alle lavorazioni meccaniche CNC, permettendo all’operatore incaricato di alternare i pezzi finiti con quelli semilavorati senza dover fermare la macchina.

Uno o più pallet contengono i pezzi lavorati in quel momento. Una volta che uno di questi è finito, viene depositato nella zona di attrezzaggio. In questa seconda zona della macchina l’operatore può accedere in assoluta sicurezza, in quanto è fuori dal campo di azione. L’operatore apre la porta della macchina, sostituisce il pezzo finito con quello da lavorare successivamente, chiude la porta e ricomincia così il ciclo.

Durante l’intero svolgimento di queste operazioni, la macchina non smette mai di lavorare e la sua autonomia è quella del singolo componente.

Il software che gestisce sia le lavorazioni della macchina che il cambio pallet è in grado di riconoscere i componenti diversi e di caricare nel programma di esecuzione quello corretto per elaborarne uno in particolare. 

Al di là della produttività e delle funzionalità che i software possono avere, si tende a scegliere la loro omogeneità nelle diverse macchine CNC in modo che gli operatori possano lavorare sempre con lo stesso tipo di interfaccia e migliorare quindi la qualità del loro lavoro.

Una volta completato, il pezzo finito viene controllato in macchina da una sonda che prende le misure salienti per avere un riscontro della sua conformità. In caso di irregolarità, la macchina può essere messa in condizione di modificare i propri parametri per fare in modo che il pezzo successivo non presenti più alcun errore.

Avere più pallet non significa automaticamente ridurre i tempi, ma poter dare alla macchina un’autonomia di lavorazione di più pezzi senza l’intervento dell’operatore, riducendo in modo importante i costi di produzione e di conseguenza quelli dei componenti finiti.

Perché scegliere Piacenza Meccanica

La nostra azienda è specializzata nelle produzioni su misura di piccola e media serie. All’interno del nostro parco macchine disponiamo di una macchina multipallet da 6 pallet a 5 assi e di una macchina da 4 pallet a 3 assi

Dall’inserimento di queste due macchine, abbiamo notato un deciso miglioramento della qualità del prodotto e soprattutto dei tempi di consegna

Un esempio è l’ultimo caso in cui un nostro cliente del settore automazione ha avuto la necessità di ordinare un importante quantitativo di pezzi da ricevere con estrema urgenza: grazie alla nostra macchina a 6 pallet è stato possibile consegnare in tre settimane l’intero quantitativo nonostante le previsioni prevedessero almeno sei settimane.

Tuttavia, come per ogni tipo di lavorazione, le macchine utilizzate sono fondamentali, ma è l’esperienza del personale a fare la differenza.

Chi utilizza le macchine multipallet – oltre a saperle utilizzare a livello manuale – deve essere in grado anche di programmarle, pertanto è necessario potersi affidare a personale altamente qualificato sia per la programmazione della macchina CNC, sia per il controllo dei componenti finiti. Nell’arco della stessa giornata gli operai devono effettuare lavorazioni diverse e questa tecnologia è una delle migliori alleate per ottimizzare il loro tempo e di conseguenza l’intera catena produttiva, offrendo ai clienti un servizio sempre più veloce, preciso e puntuale.

I gruppi montati

Quando si parla di gruppi montati, ci si riferisce a un insieme di componenti meccanici di precisione che dovranno svolgere una determinata funzione all’interno del macchinario in cui saranno integrate. 

Richiedere gruppi montati, rispetto a ordinare le singole componenti che li costituiscono, comporta notevoli vantaggi per le aziende che hanno bisogno di attrezzatura specifica per la propria produzione. Tra quelli principali, la possibilità di interfacciarsi con un unico fornitore, riducendo i rischi, i tempi e le responsabilità. 

Un gruppo montato esige molti requisiti che un’azienda deve possedere per superare tutti gli ostacoli che si possono incontrare durante il processo produttivo. Prima di tutto bisogna tenere in considerazione che l’oggetto da realizzare sarà un pezzo unico: conoscere tutte le variabili correlate alla sua finalità presuppone una serie di accorgimenti e di attenzioni per prevenire le problematiche che potrebbero sorgere più avanti.

Questo significa che bisognerà lavorare in un’ottica previsionale, considerando tutti i possibili problemi di montaggio e di collaudo. Lavorando per conoscenze, l’esperienza pregressa maturata dalla nostra azienda è ciò che può fare veramente la differenza. 

Il caso studio

La realizzazione dei gruppi montati, dalla presa in carico del progetto al collaudo, è uno dei punti forti della nostra attività, in quanto implica avere esperienza nell’utilizzo di molteplici tipologie di componenti di acquisto, macchinari, lavorazioni, materiali e sistemi che all’interno della nostra azienda vengono utilizzati quotidianamente.

Nel settore alimentare, ad esempio, i gruppi montati sono molto richiesti per i robot, destinati alla manipolazione prodotti che andranno a far parte delle linee di produzione. Dato il loro fine, dovranno essere utilizzati materiali specifici con certificazione alimentare il cui approvvigionamento non è sempre facile.

Perché scegliere la nostra azienda per realizzare gruppi montati

Per merito di un’esperienza pluridecennale e di un team altamente formato, la nostra azienda è in grado di realizzare gruppi montati composti da componenti meccanici estremamente eterogenei.

Quali sono le principali caratteristiche che ci permettono di garantirne la gestione completa?

Alla base abbiamo il supporto di una rete di partner geograficamente vicini a noi (specializzati in trattamenti di finitura, verniciatura, galvanici e di saldatura) costruita con cura nel tempo, che ci rende proattivi nella prevenzione di eventuali problematiche. Grazie al nostro gestionale, siamo in grado di ottenere nei tempi giusti la disponibilità dei commerciali (quali viteria, attuatori, slitte, innesti pneumatici e normalizzati in genere) necessari da ordinare per la produzione del gruppo montato: questo vuol dire velocità, affidabilità e rispetto dei tempi di consegna.

Vantiamo inoltre un know-how frutto di anni di lavoro e continuità: dietro a ogni lavorazione e a ogni macchinario c’è un professionista che ha maturato grande esperienza, a livello concettuale e di manualità. Insieme, il nostro team collabora sinergicamente nello studio del disegno fornito dal cliente, nel montaggio, nella verifica del corretto funzionamento del gruppo montato e nell’eventuale modifica di particolari non conformi in accordo con il cliente, tutti passaggi per consegnare un oggetto finale perfettamente funzionante.

Scegliendo di commissionare un gruppo montato alla nostra azienda, il cliente riceverà una piena disponibilità, supporto tecnico e collaborazione.