Questa domanda vi viene rivolta molto spesso: “mi conviene progettare il pezzo in zama o in alluminio?”.

Il processo produttivo dei pezzi in zama solitamente è legato al basso costo di lavorazione di una materia prima poco conosciuta, che permette l’utilizzo di macchinari economici, un costo energetico inferiore ed una maggiore semplicità di gestione del processo rispetto all’alluminio.

Per contro, il costo unitario maggiore della materia prima e l’elevato peso specifico rendono la zama particolarmente svantaggiosa in alcune applicazioni.

Naturalmente non dobbiamo soffermarci solo su queste valutazioni.

È ovvio che esistono caratteristiche tecniche della zama che la rendono migliore rispetto all’alluminio in determinate applicazioni.

Quando l’articolo che stai progettando dovrebbe essere stampato in zama piuttosto che in alluminio?

Vanno considerate solo ragioni di natura tecnica o devono entrare in gioco anche valutazioni di natura economica e produttiva?

Come puoi stampare un filtro olio per camion in alluminio in assenza di porosità che ne precludano l’accettazione da parte dell’utilizzatore finale, anche dopo la lavorazione delle flange di tenuta con le varie parti che compongono il motore?

Ti assicuro che non è stata una sfida facile da vincere (possibilmente evitando mal di testa o esaurimenti nevosi), ma il risultato finale ha dato nuovamente lo stesso riscontro: scarto zero!

Ti invito a leggere con attenzione questa case history, per una serie di ragioni che ti elenco di seguito.

L’alluminio sta sostituendo da molti anni le leghe ferrose nei cicli produttivi delle automobili attualmente in fase di assemblaggio presso gli stabilimenti delle case automobilistiche più note.

Naturalmente esistono molteplici ragioni che hanno permesso questo grande risultato in tempi ragionevolmente brevi.

È innegabile il fatto che la tecnologia della pressofusione ha permesso di innescare efficacemente questo processo di conversione, permettendo di produrre pezzi di buona qualità, con tempi ciclo molto ridotti e costi decisamente più bassi.

Questa tecnologia, non solo permette una precisione sui pezzi del 99.8%, ma permette l’utilizzo diretto dei prodotti grezzi, poiché hanno comunque una finitura esteticamente piacevole.

L’industria dell’automobile sta guardando con crescente interesse all’alluminio come risorsa preziosa per i veicoli del presente e del futuro.

Le ragioni di questa tendenza possono essere così sintetizzate.

Proprio così: abbiamo terminato la prima parte del nostro corso sulla pressofusione.

Spero di averti regalato alcune risposte a interrogativi tecnici di progettazione degli stampi o di regolazione scientifica del processo, oppure di averti aiutato a capire l’origine segreta di alcuni problemi qualitativi che ti possono perseguitare da molti anni.

Naturalmente mi aspetto che ci siano anche molte altre domande alle quali dare risposte perché abbiamo focalizzato la nostra attenzione solo su concetti base.

La difficile situazione sanitaria mondiale sta facendo moltissime vittime tra gli imprenditori, tra coloro che hanno perso margini di investimento, tra le  inefficienze di fonderie che non sono riuscite ad ottimizzare i loro costi di produzione, che non sono riuscite a migliorare la cadenza produttiva degli impianti, tra aziende in balia di scarti incontrollati o incostanti.

Per questa ragione mi rendo conto che il lavoro fatto insieme in questi mesi rappresenta solo l’inizio.

Per dare continuità al tuo processo di apprendimento e di abbattimento drastico degli scarti è necessario fare molto di più.

Quindi continua a seguirmi perché se vuoi tornare a guadagnare come una volta hai bisogno di percorrere fino in fondo la strada che hai preso qualche mese fa.

Oltre che per progettare uno stampo, i nomogrammi e i diagrammi PQ2 sono decisamente utili anche per regolare in fonderia la macchina più idonea a produrre i pezzi che desideri stampare.

Se tu sei un capo fonderia, devi essere sicuro di un aspetto decisamente importante: la regolazione del tuo impianto deve essere impeccabile se desideri evitare di vanificare tutti gli sforzi effettuati dal progettista dello stampo per progettare un sistema in grado di produrre fusioni di elevatissima qualità.

Se il nomogramma descrive in maniera esaustiva e completa ciò che accade durante la fase statica del ciclo di funzionamento della pressa, perché non utilizzare le sue preziosissime informazioni per gestire al meglio la terza fase, la fase di pressione del tuo impianto?

Di conseguenza, perché non utilizzare il diagramma PQ2 per gestire al meglio la seconda fase (la fase di riempimento dei pezzi), per costruire il corretto equilibrio idraulico tra la fase dinamica e la fase statica dell’iniezione della pressa.

Sei pronto a scoprire i dettagli finali del percorso che abbiamo fatto insieme in questi mesi?

Pensi di avere acquisito le informazioni utili a gestire in completa autonomia tutte le problematiche di fonderia che ti si presenteranno in futuro?

Hai ancora problematiche residue che vuoi approfondire o risolvere in tempi estremamente brevi?

Io resto sempre a tua disposizione per qualsiasi ulteriore approfondimento, per aiutarti a dimenticare le problematiche e le non conformità che hai dovuto registrare fino ad oggi, per riuscire finalmente ad abbattere percentuali elevate ed incostanti di scarto o per cambiare marcia nella tua fonderia.

In effetti, i nomogrammi e i diagrammi PQ2 sono decisamente utili per progettare uno stampo correttamente e per interfacciarlo con la macchina più idonea a produrre i pezzi che desideri stampare.

Se tu sei un progettista di stampi per pressofusione, devi essere sicuro di un aspetto decisamente importante: la pressione specifica sul metallo erogata dalla tua pressa durante la fase statica (anche se di valore decisamente elevato) potrebbe comunque mettere in crisi la pressa nel corso della fase di riempimento, soprattutto nell’eventualità che il pistone debba gestire una velocità di seconda fase eccessiva.

Ti ricordo che il nomogramma descrive in maniera esaustiva e completa ciò che accade durante la fase statica del ciclo di funzionamento della pressa; nulla ti dice riguardo l’andamento della pressione specifica sul metallo durante la fase di riempimento dei pezzi.

Quindi il “diagramma PQ2” può essere utilizzato in maniera molto efficace durante la progettazione degli stampi, per costruire il corretto equilibrio tra la fase dinamica e la fase statica dell’iniezione della pressa.

Come può essere realmente impiegato questo importantissimo strumento?

Con quale indice di affidabilità i risultati ottenuti rispecchiano la realtà dei fatti?

Quanto tempo devi dedicare all’utilizzo dei diagrammi PQ2 nella progettazione degli stampi per prevenire importanti problemi di qualità nel corso della produzione dei pezzi?

Tutto il tempo che dedichi alla cura preliminare dei dettagli che puoi analizzare a priori con il diagramma PQ2 lo puoi risparmiare successivamente in continui rifacimenti dello stampo, nella gestione di non conformità interne o da cliente, nella cadenza produttiva troppo lenta di macchine eccessivamente sovradimensionate o nel ripristino di condizioni di lavoro testate senza successo dopo l’ennesima modifica allo stampo.

Ora è arrivato il turno del diagramma PQ2 della tua pressa.

Una macchina in grado di esercitare una elevata pressione specifica sul metallo durante la fase statica potrebbe trovarsi in crisi di riempimento nel caso in cui al pistone venga richiesta una velocità di seconda fase eccessiva.

Per completare il discorso iniziato con i nomogrammi, non è detto che un enorme margine con il nomogramma ti permetta di stampare in conformità i tuoi pezzi.

Devono essere verificate alcune condizioni ottimali di accoppiamento tra macchina, pistone e stampo.

In effetti, se il nomogramma descrive in maniera esaustiva e completa ciò che accade durante la fase statica del ciclo di funzionamento della pressa, se devi capire cosa accade alla pressione specifica sul metallo durante la fase di riempimento dei pezzi, da questo diagramma non ricavi nulla.

In questo caso ci viene in aiuto un ulteriore diagramma, che mette in relazione la portata (al quadrato) di materiale che il pistone è in grado di iniettare nello stampo e la pressione specifica sul metallo: si tratta del “diagramma PQ2”.

Qual è la reale funzione di questo importantissimo strumento?

Perché è fondamentale conoscerlo e saperlo utilizzare correttamente?

Quali limiti ti permette di superare rispetto al nomogramma?

Il diagramma PQ2 ha il grande merito di farti capire come si degradano le prestazioni della pressa (focalizzando la nostra attenzione sulla pressione specifica sul metallo erogabile dalla macchina) aprendo progressivamente la valvola di iniezione che gestisce la seconda fase.

Quindi, questo oggetto è in grado di farti individuare molto rapidamente i “paletti di funzionamento del tuo accoppiamento macchina – pistone – stampo”.

Oggi cercheremo di capire cos’è un nomogramma.

Ne abbiamo già parlato: avere una pressa eccessivamente abbondante rispetto alla forza di chiusura, non è una garanzia che ti mette definitivamente al riparo dalla formazione di bava .

Abbiamo anche capito perché possono verificarsi simili eventi e quali dinamiche possono innescarsi nello stampo per mettere in crisi di chiusura della macchina.

Attenzione: sto parlando di “dinamiche” perché, generalmente, è proprio la fase dinamica che mette in crisi la ginocchiera della tua macchina.

In realtà, il nomogramma descrive in maniera esaustiva e completa ciò che accade durante la fase statica del ciclo di funzionamento della pressa.

Cerchiamo di capire e correlare le varie grandezze e le variabili che vengono messe in relazione all’interno di un nomogramma.

Proviamo ad affrontare le nostre considerazioni con un minimo di ordine mentale per evitare di fare confusione o giungere alle conclusioni sbagliate.

Nel dettaglio, chiariremo insieme alcuni aspetti decisamente importanti riguardo le variabili riportate all’interno di un generico nomogramma.

Ora focalizziamo la nostra attenzione su un test di regolazione del processo di pressofusione eseguito con una lega alluminio e un impianto a camera fredda.

Proprio così: il metodo Scarto Zero fornisce ottimi risultati anche in questo caso!

Lo noterai anche tu.

Il nostro obiettivo è quello di montare lo stampo in macchina e, alla prima regolazione di processo, stabilizzare la pressa in maniera tale che la produzione fili liscia, senza problemi, senza intoppi, senza patemi d’animo.

Altre volte, purtroppo, regolare la pressa diventa una “…mission impossible…”

Perché???

La zama fa scuola in questo caso: la pressofusione non è una scienza esatta ma, se hai a disposizione un centinaio di variabili di processo da controllare e ne stai monitorando solo la metà, è ovvio che ti troverai in palese difficoltà con la regolazione dello stampo montato sulla pressa.

Mi rendo conto che gli esempi chiariscono i concetti molto meglio delle parole.

Per questo motivo desidero dare la parola a un mio cliente, che si è rivolto a me per cercare di risolvere problemi di scarto incontrollato per alcune sue produzioni in alluminio.

Ha deciso di effettuare un test di regolazione del processo con Formula Foundry, il software originale per progettare, regolare e monitorare il processo di pressofusione e i risultati ottenuti sono decisamente eccezionali e performanti.

Ti riporto di seguito gli estremi di questo test.

Siamo a un buon punto.

Preparati a conoscere i 4 segreti + 1 per abbattere le porosità nei tuoi pezzi.

Facciamo una premessa.

Abbiamo chiarito alcuni aspetti riguardo la pressione idraulica ottimale del pistone in seconda fase.

Abbiamo anche visto cosa accade alla pressione specifica sul metallo, parametro fondamentale per compattare correttamente i pezzi prima che vengano estratti dallo stampo.

Siamo giunti alla conclusione che per curare bene la terza fase, è fondamentale curare chirurgicamente proprio questi due parametri: non a caso, la terza fase è definita “fase di pressione o di compattazione dei pezzi”.

Abbiamo anche capito che il compito principale svolto dalla fase di pressione è quello di compattare i pezzi durante la loro fase di raffreddamento, ovvero quando avviene il passaggio di stato da liquido a solido: durante la fase di solidificazione i pezzi hanno una tendenza naturale a contrarre il loro volume; quindi la fase di pressione ha il compito di comprimere i pezzi fino al completamento del loro passaggio di stato liquido – solido, per mantenere le loro tolleranze dimensionali rispetto ai parametri calcolati dai progettisti.

In realtà, la terza fase ha un ulteriore compito molto importante.

Applicando una pressione statica costante fino alla solidificazione completa della stampata, la fase di compattazione ha anche il compito di ridurre le porosità (attenzione: non eliminarle) per fare in modo che influiscano il meno negativamente possibile sulle caratteristiche tecniche del pezzo.

Naturalmente, il problema non si limita semplicemente a questa considerazione.

Ora desidero spiegarti quanto è importante valutare il corretto diametro dei pistoni per gestire correttamente la fase galvanica dei tuoi pezzi.

Leggi con attenzione ciò che ti riporto di seguito: potresti essere in crisi a causa di un problema che stai affrontando anche tu da molti anni senza capire quale sia la causa che lo sta generando.

Attenzione: il reale tempo di riempimento che la pressa sta gestendo è inversamente proporzionale al diametro del pistone utilizzato a bordo macchina!

Sembra incredibile ma semplici dettagli possano generare risultati decisamente differenti sulle fusioni: seguimi e ti rivelerò alcuni trucchi che fanno parte del mio bagaglio personale, della mia esperienza, delle mie ricerche in fonderia, dei miei errori, della mia rivincita personale e della mia passione più grande: l’analisi scientifica del processo.

Quando ti avevo accennato al fatto che è indispensabile focalizzare la tua attenzione sulla misurabilità del maggior numero di variabili che gravitano attorno al tuo processo produttivo, intendevo concentrare la tua attenzione anche su dettagli a cui non avevi ancora pensato, almeno fino ad oggi.

Naturalmente il concetto di misurabilità non è applicabile a tutto ciò che circonda il processo: più rendi misurabili e controllabili le variabili di processo, meno saranno in grado di influenzare negativamente la qualità delle tue fusioni.

Se questa analisi delle variabili di processo si appoggia a basi scientifiche consolidate, puoi calcolare con la massima precisione i migliori parametri di processo, regolare i tuoi impianti per ottenere realmente lo standard qualitativo che vuoi dai tuoi pezzi, monitorare il processo produttivo per mantenere costanti le performance degli impianti, ecc…

Ti è capitato ancora di associare il diametro del pistone della pressa alla corsa di seconda fese che deve fare l’iniezione per correlare il tutto con il tempo di riempimento del pezzo che devi stampare?