Se il processo industriale di stampaggio è stabile genera profitto!
Se il processo industriale di stampaggio è stabile genera profitto!
Oggi più che mai è molto importante che il processo industriale, nel nostro caso lo stampaggio a caldo, riesca ad essere stabile. Raggiungendo tale obbiettivo infatti è possibile generare un profitto.
L’aumento delle materie prime, dei costi energetici e del personale specializzato sono costanti sempre più incisive e rilevanti per ogni azienda. Il profitto di ogni ordine o commessa deve sempre fare i conti con queste variabili che difficilmente possono essere contenute.
La stabilità di produzione può essere controllata: il processo deve essere sempre ripetibile nelle performances e garantire costi operativi stabili.
Lo stampaggio a caldo dei metalli non è da meno. Le produzioni annuali possono arrivare a decine di milioni di pezzi e ognuno di questi deve essere prodotto seguendo i parametri previsti e pianificati, l’aspettativa di profitto deve essere garantita!
Come è possibile gestire, monitorare e correggere decine di parametri, per milioni di pezzi, garantendo la stabilità?
È possibile garantire la stabilità del processo anche quando si producono milioni di pezzi, ed i parametri del processo sono molteplici, in questo modo:
01
=> monitorare i fattori di variabilità che influenzano ogni processo per capire se siano sotto controllo o meno attraverso il controllo statistico.
02
=> Ottenere elevate rigidità, forza di stampaggio e precisione di posizionamento.
03
=> Controllare in tempo reale l’andamento dei principali parametri di processo.
04
=> Modificare le principali quote di stampaggio senza interrompere l’operatività.
La statistica insegna che i parametri Cp e Cpk sono fondamentali per controllare l’andamento del processo di stampaggio, per ogni variabile infatti sono la chiave per capirne la stabilità.
L’esempio del tiro delle freccette permette di cogliere velocemente il concetto:
un buon Cp indica che siamo molto ripetibili nei nostri tiri, ma non è detto che stiamo centrando il bersaglio.
Soltanto ottenendo anche un buon Cpk, infatti; è garantito il risultato ottimale!
=> Cp e Cpk devono essere saldamente maggiori di uno.
Passiamo ad un esempio pratico di stampaggio:
-
Stampare un lotto di 25.000 contatori per l’acqua.
-
Stampare 50.000 valvole per il controllo del gas.
Le dimensioni del pezzo forgiato vengono determinate:
- dalle pareti della figura del pezzo creata nello stampo.
Il Cp dipende dalle performance di rigidezza delle presse e dalla progettazione dello stampo.
Il Cpk dipende dalla corretta valutazione del ritiro del materiale, che a sua volta è legato alle temperature di stampaggio, alla geometria del pezzo ed alla composizione chimica.
- dai punzoni che concorrono nella deformazione del materiale.
Il Cp è dato dalla rigidezza dei punzoni e dalla loro forza di spinta.
Il Cpk è dato dalla possibilità di regolare la posizione di arrivo del punzone.
Durante le prove di stampaggio fatte con i nostri Clienti mondiali le analisi statistiche dimensionali fatte sui campioni prodotti (lotti di migliaia di pezzi) hanno dimostrato che i parametri Cp e Cpk sono sempre stati abbondantemente e stabilmente maggiori di uno.
Le geometrie complesse o le dimensioni di pezzi non sono più un problema.
Come siamo riusciti a mantenere stabile il processo industriale di stampaggio nelle nostre Presse Idrauliche ME?
- Le presse Mecolpress sono dotate del software Calipso per il settaggio dei parametri operativi ed il loro continuo controllo. Calipso, interamente sviluppato da Mecolpress, permette di controllare in tempo reale i principali parametri di processo (forze di stampaggio, posizione, velocità, …). Ancora prima di misurare i pezzi è possibile capire se lo stampaggio è stabile e garantisce prestazioni costanti.
- Le nostre presse sono progettate con sistemi di calcoli avanzati (FEM) che permettono di prevedere con la massima puntualità la rigidezza dei componenti minimizzandone le deformazioni, anche se sottoposti a carichi elevati.
=> Cp sotto controllo
- Abbiamo progettato le nostre presse per stampaggio a caldo in modo da avere la più alta forza di chiusura stampi possibile e la massima forza di spinta dei punzoni.
=> Cp sotto controllo
- La regolazione della corsa dei singoli punzoni avviene in tempo reale, permettendo così di modificare le relative dimensioni durante la produzione.
=> Cp sotto controllo
- La lunga esperienza nella progettazione degli stampi e la collaborazione con le migliori aziende specializzate del settore, ci hanno permesso di arrivare a realizzare con estrema accuratezza gli stampi, al fine di garantire una stabile produzione dei pezzi.
=> Cp sotto controllo
Consumi energetici ridotti nelle nuove Presse Idrauliche ME
Le nuove presse idrauliche ME di Mecolpress riescono a garantire consumi energetici ridotti.
Come ci siamo arrivati?
Mecolpress da più di 50 anni è al servizio dei propri Clienti fornendo le migliori tecnologie di stampaggio che permettono di massimizzare la qualità dei prodotti e la relativa produttività.
Le esigenze di miglioramento del processo di stampaggio non sembrano sempre andare nella stessa direzione:
- la riduzione dei consumi energetici richiede la diminuzione della potenza installata.
- l’alta produttività e la riduzione della materia prima richiedono potenze installate crescenti.
I nostri Clienti e Partner si trovano nel pieno di questo conflitto e si chiedono come uscirne vincitori.
“la fonte più abbondante di energia che esista? quella meno inquinante, meno costosa, più disponibile immediatamente: cioè il risparmio di energia…
Piero Angela
Cosa propone Mecolpress per garantire consumi energetici ridotti e garantire ugualmente alta produttività?
Mecolpress non ha paura delle sfide, anzi sa che queste sono un’opportunità per crescere e migliorarsi.
Grazie al sistema di controllo continuo e accurato le presse Mecolpress determinano e memorizzano ad ogni frazione di secondo i parametri di processo, ovvero i requisiti minimi di forza e velocità per ottenere un certo prodotto con le migliori caratteristiche. Al di sotto questi valori non è possibile ottenere un prodotto accettabile.
La nostra lunga esperienza ci ha permesso di valutare numerosi esempi di stampaggio, da piccoli connettori da ½” fino a grosse valvole\contatori acqua da più di 2”, in ottone standard e senza piombo.
Ridurre la potenza quando non serve e massimizzarla quando serve! Questo è il segreto.
Il sistema di controllo del processo di stampaggio
Il sistema di controllo della pressa impara (ADATTIVO) l’andamento del ciclo di stampaggio e regola la pressione e la portata dell’olio (RIGENERATIVO) per avvicinarsi il più possibile alla forza minima di stampaggio. Un ragionevole margine di sicurezza è mantenuto al fine di poter compensare eventuali variazione di parametri esterni (temperatura billetta, qualità del materiale, tolleranze dimensionali, …). Durante il ciclo di stampaggio la pressa Mecolpress avrà tre fasi: riduzione di potenza, transizione, potenza massima.
Abbiamo monitorato lo stampaggio senza bava del corpo di una valvola sfera da 1” e 1/4 con una cadenza di 12 pezzi al minuto, quindi ben 720 pezzi ora.
Il consumo energetico grazie al ciclo ADATTIVO-RIGENERATIVO è ridotto al 50%, raggiungendo il consumo medio di 45kWh.
Non dimentichiamo però gli altri vantaggi acquisiti:
- capacità produttiva più che raddoppiata rispetto al ciclo tradizionale
- ripetibilità della qualità del pezzo elevata (cp>2)
- costante rispetto (cpk>1,33) di tolleranze dimensionali molto strette (± 0.1)
- consumo di materiale minimizzato grazie allo stampaggio senza bava di oltre il 6%
- miglioramento della lavorabilità grazie ad una conformazione interna più uniforme.
- aumentata la qualità del prodotto grazie all’eliminazione di difetti interni.
UNA TECNOLOGIA SU MISURA PER LE PRESSE
Per gentile concessione Publitec
rivista Deformazione N.281 FEBBRAIO 2023
di Aldo Biasotto
Mecolpress ha scelto di avvalersi della soluzione personalizzata proposta da Siemens, SIMAHYD, per garantire elevata affidabilità delle presse e un miglior controllo del processo di stampaggio. Questa soluzione è unita ai controllori Simatic, permettendo sia un controllo delle valvole idrauliche sia una gestione delle pompe a velocità variabile.
Mecolpress è una società specializzata nella produzione di macchine e impianti per lo stampaggio a caldo.
La sua storia inizia nel 1969 nel territorio bresciano: qui, da oltre cinquant’anni, l’azienda si innova e sviluppa soluzioni sempre nuove per rimanere competitiva sul mercato. Il cuore di Mecolpress batte a Flero (BS) dove le tecnologie vengono progettate e realizzate in un’area industriale di 30.000 metri quadrati, di cui 10.000 coperti da edifici. Con un organico di circa 60 persone, a oggi ha distribuito circa 2.000 presse a una clientela che tocca 60 Paesi nel mondo. Il contesto in cui l’azienda opera è ampio e differenziato. Inizialmente si rivolgeva al settore dello stampaggio a caldo dell’ottone, in particolare alla produzione di rubinetterie, raccordi, valvole e articoli per la moda.
In un secondo momento si è allargata al mondo delle applicazioni in acciaio, alluminio e leghe speciali, sia a caldo che a freddo, abbracciando così ulteriori settori: automotive, industriale, medicale, sportivo fino a quello degli orologi. Per mantenersi competitiva su scala mondiale e portare un contributo innovativo nel mercato dello stampaggio metallico, dove gli scenari per il futuro sono sempre più sfidanti, è sorta l’esigenza da parte di Mecolpress di affidarsi a un partner di primo livello per i componenti tecnologici.
È nata così la collaborazione con Siemens, in particolare per quanto riguarda la fornitura elettrica ed elettronica all’azienda. Gli obiettivi: garantire un’elevata affidabilità nell’operatività delle presse e un miglior controllo del processo di stampaggio.
La strada per raggiungerli: SIMAHYD. “Siemens propone nuove soluzioni riguardo al controllo di potenza e di processo, su ampia scala e per differenti applicazioni. Per essere vincenti occorre essere innovativi nel rendere il proprio cliente competitivo: la sinergia tra Mecolpress e Siemens permette di raggiungere questo traguardo” dichiara Maurizio Razio, Electrical Engineering Manager di Mecolpress.
I vantaggi di un pacchetto aperto e su misura
Per inseguire questo traguardo, Mecolpress si è quindi avvalsa della soluzione personalizzata SIMAHYD. Si tratta di un pacchetto applicativo costruito su misura, specificatamente progettato per i controllori Simatic S7-1500, che consente il controllo di assi idraulici grazie a moduli software che estendono le funzionalità degli oggetti tecnologici originari nei controllori Siemens. In questo modo, si ottiene sia un controllo delle valvole idrauliche sia una gestione delle pompe a velocità variabile.
L’alto grado di flessibilità quando si realizzano applicazioni in ambito idraulico favorisce un’implementazione del controllo veloce e semplice: così è stato per le macchine Mecolpress. Applicando tale soluzione alle presse, grazie a questa libreria è stato possibile garantire il controllo delle valvole proporzionali da cui dipendono i sette cilindri oleodinamici presenti. “I vantaggi del pacchetto aperto SIMAHYD sono molteplici: permette di effettuare le modifiche necessarie all’integrazione nei circuiti idraulici delle macchine, preservando il programma di controllo esistente e, per facilitare la messa in servizio degli assi, include anche la parte di visualizzazione, anch’essa integrabile nell’interfaccia operatore esistente.
Inoltre, questa applicazione si caratterizza per il tipo di controllore, “fail-safe”, che favorisce una gestione integrata della sicurezza dell’intera macchina”, spiega Sergio Mazzon, Business Developer OEM di Siemens Digital Industries in Italia. Grazie a questa soluzione su misura, è stato quindi possibile gestire in velocità gli assi oleodinamici di potenza, come quelli presenti sulle presse della serie ME Next Generation, raggiungendo una precisione e una ripetibilità estremamente elevate.
Un portafoglio di tecnologie per ogni cliente
Oggi Mecolpress può offrire un completo portafoglio di tecnologie a seconda delle esigenze di applicazione del cliente di riferimento: presse meccaniche eccentriche o a vite, presse idrauliche, presse ausiliarie. I benefici sono molteplici e riguardano sia le presse che le linee complete di stampaggio: elevata capacità produttiva con tempi ridotti del ciclo; alta efficienza grazie alla minimizzazione dei consumi di energia, materia prima e media; controllo di qualità del prodotto tramite il monitoraggio dei parametri di processo; completa automazione del ciclo produttivo grazie alla ridotta influenza dell’operatore; sistemi rapidi con un cambio della configurazione tra un prodotto e l’altro, per poter gestire lotti di produzione ridotti; compatibilità con industria 4.0 e predisposizione per sistemi di analisi predittiva della manutenzione e del processo; servizio di assistenza da remoto o in persona e magazzino di ricambi adeguati a una pronta risposta in caso di esigenza.
Grazie all’esperienza accumulata e allo sguardo sempre proiettato all’innovazione, oggi Mecolpress è in grado di affrontare a testa alta le sfide crescenti del mercato. “Le nostre tecnologie, grazie a un partner affidabile come Siemens, sono percepite come migliorative e prese in considerazione per investimenti di nuovi asset industriali. Le prospettive di crescita di fatturato e di quote di mercato sono solide e dimostrate dai numeri di questi ultimi due anni e dal portafoglio ordini acquisito” afferma Danilo Fagnani, Sales Manager di Mecolpress.
