In questo post esploreremo l’importanza di raggiungere l’eccellenza del design nella pressofusione di zinco e vedremo come un design funzionale può influenzare positivamente il successo di un prodotto.

I vantaggi della pressofusione di zinco

Prima di addentrarci nell’importanza del design è essenziale comprendere i vantaggi offerti dalla pressofusione di zinco. Questo processo di produzione consente di realizzare componenti con geometrie complesse, piccoli dettagli ad alta precisione e pareti sottili, offrendo una vasta gamma di possibilità di design. L’uso della zama come materiale di fusione offre, tra le varie proprietà positive, una buona resistenza meccanica, un’efficace resistenza alla corrosione ed un’eccellente conducibilità termica ed elettrica.

I vantaggi sopra esposti agevolano il lavoro del progettista nella ricerca del materiale e del sistema produttivo più adatto al prodotto in fase di design, offrendo svariate possibilità realizzative offerte da una singola lega.

L’eccellenza del design

Il design è sicuramente un fattore cruciale per il successo di qualsiasi prodotto e nella pressofusione di zinco non è diverso. Il design funzionale si basa sull’equilibrio tra forma e funzione, combinando estetica e praticità per creare un prodotto che sia attraente, funzionale e realizzabile in modo efficiente. Nel caso della pressofusione di zama le sagome del prodotto devono essere progettate considerando la possibilità di essere ottenute da stampo, sia la facilità di riempimento dello stampo con il metallo liquido. Questo, rappresenta un fattore fondamentale per un processo produttivo efficiente come abbiamo analizzato nel post: Difetti superficiali di colata nella pressofusione di zinco: marezzature, bolle superficiali e avvallamenti

Per raggiungere l’eccellenza del design, gli ingegneri e i designer devono considerare inoltre diversi aspetti chiave.

Funzionalità

La funzionalità di un prodotto è l’elemento fondamentale. È infatti essenziale comprendere le specifiche tecniche richieste dal componente e garantire che il design soddisfi tali requisiti. Così come è importante verificare che il processo produttivo di pressofusione consenta la realizzazione delle sagome individuate in fase di progettazione. Ciò implica una valutazione accurata delle sollecitazioni meccaniche, delle tolleranze, delle proprietà termiche ed elettriche e delle interazioni con altri componenti nel sistema.

Estetica

Oltre alla funzionalità l’estetica svolge un ruolo significativo nei prodotti pressofusi in lega di zinco. I prodotti ben progettati devono essere esteticamente piacevoli e rispecchiare l’identità del produttore. Il design deve tener conto delle proporzioni, delle superfici, delle finiture e di altri elementi estetici per garantire un aspetto accattivante. Le leghe di zinco accettano infatti l’applicazione di una grande varietà di finiture, dai vari trattamenti galvanici ad ogni tipo di verniciatura. Il designer ha perciò a disposizione una vasta gamma di soluzioni per definire l’aspetto del prodotto più adatto al mercato cui si rivolge.

Fattibilità

La pressofusione di zinco offre un alto livello di flessibilità nella produzione di componenti complessi: è però importante considerare la fattibilità della produzione fin dall’inizio del processo di progettazione. I progettisti devono comprendere le capacità e le limitazioni del processo di pressofusione di zinco e progettare il componente in modo da massimizzare l’efficienza produttiva. A tale scopo si rivela indispensabile una stretta collaborazione tra i progettisti ed i pressocolatori; l’attività iniziale di co-design è infatti uno degli elementi più importanti per ottenere il successo sia produttivo che commerciale del prodotto.

Scelta dei materiali

La scelta del materiale giusto è cruciale per il successo del design di prodotti in lega di zinco. Lo zinco offre una combinazione unica di proprietà che possono migliorare le prestazioni e la durata del prodotto. La selezione di leghe di zinco specifiche per la pressofusione e la loro ottimizzazione per le esigenze del prodotto possono influenzare significativamente il suo successo.

Conclusioni

Raggiungere l’eccellenza del design nella pressofusione di zinco richiede un attento equilibrio tra design e funzione. Un design ben progettato non solo soddisfa i requisiti funzionali del prodotto, ma offre anche un’estetica accattivante e una produzione efficiente. Investire tempo ed energia nella progettazione dei componenti pressofusi in zinco può portare a risultati eccezionali in termini di affidabilità e successo commerciale.

Con la giusta attenzione ai dettagli e la collaborazione con esperti del settore è possibile realizzare componenti in pressofusione di zinco che soddisfino sia gli standard di qualità che le aspettative estetiche.

The post Design Funzionale nella pressofusione di zinco: bilanciare forma e funzione appeared first on Bruschi.

In tema di resistenza meccanica e più in dettaglio di carico di rottura in questo post sarà brevemente definita la funzione dei test di rottura nel controllo della qualità strutturale di pressofusi in zama nel corso della produzione. Sarà inoltre descritto lo strumento utilizzato per l’esecuzione di queste prove atte a garantire il rispetto delle specifiche del componente. Di seguito verrà descritta qualche case study relativa all’argomento principale.

Carico di rottura: prova di resistenza a rottura di un pezzo o di un assieme

Come anticipato il carico di rottura è la forza che è necessario applicare ad un pezzo per provocare snervamento e/o rottura e si misura in mega-pascal, indicato con il simbolo MPa, che è la principale unità di misura della pressione, cioè della forza sull’unità di superfice.

Per procedere con questo test si applica la forza in un punto del pezzo, prestabilito e concordato con il cliente, allo scopo di osservare il carico necessario per provocare la sua rottura o il suo snervamento. In questo modo si può testare la quantità di forza necessaria affinché il pezzo posto in esame perda le specifiche proprietà meccaniche, ovvero la capacità del componente di resistere ai carichi esterni e sia, di conseguenza, inutilizzabile.

Per effettuare questo processo è necessaria una macchina specifica per prove di trazione/compressione da laboratorio.

Questa macchina è quindi estremamente importante perché le prove di resistenza a rottura sono tra gli elementi chiave per la verifica funzionale di un prodotto finito. Spesso infatti singoli componenti pressofusi in zama vengono montati in un ambiente o in un assieme che subisce varie sollecitazioni dall’esterno e queste forze, se non opportunamente considerate ed analizzate, potrebbero compromettere uno o più elementi del sistema mettendo a rischio la funzione del prodotto stesso. Un esempio molto chiaro di questo concetto è certamente il gruppo sterzo di un’automobile che subisce sollecitazioni differenti a seguito di diversi conducenti. I singoli elementi ed il sistema devono necessariamente essere in grado di svolgere la propria funzione senza rompersi anche in caso di forze eccessive applicate da conducenti con stili di guida estremi. Perciò il fatto di evitare la compromissione della funzionalità e quello di garantire la corretta resistenza meccanica dei componenti dello sterzo, costituiscono un fattore di sicurezza essenziale per la persona al volante.

Il carico di rottura: prove reali e simulazioni al computer (FEM)

Questo genere di test può anche essere simulato all’interno degli applicativi CAD (FEM) ma come è noto il processo di pressofusione, anche utilizzando la tecnologia del vuoto, non permette lo stampaggio di pezzi a densità teorica del materiale poiché a seguito del ritiro volumetrico durante il raffreddamento all’interno delle zone del pressofuso a massa maggiore si creano micro cavità, chiamate tipicamente “cavità da ritiro”, che potrebbero compromettere le prestazioni del prodotto in termini di resistenza meccanica. Queste variazioni di densità non sono completamente intercettate dai sistemi software di simulazione i quali possono risultare molto utili in fase di progettazione ma che, in termini di produzione, potrebbero mettere in discussione il raggiungimento delle specifiche richieste a causa dei risultati imprecisi rilevati dal programma di simulazione. Per questa ragione è consigliato utilizzare i programmi di simulazione per definire un’idea di realtà, una linea guida per la produzione e poi, direttamente in fonderia, procedere invece con controlli a campione durante lo stampaggio e verificare nel dettaglio ogni singolo aspetto legato alla resistenza meccanica.

Avere un costante controllo in tempo reale sulla produzione, verificando ciclicamente a campione, è quindi fondamentale per verificare se la produzione è conforme alle specifiche del cliente. Il vantaggio di utilizzare questi strumenti di controllo direttamente in produzione comporta quindi un controllo continuo e la capacità in tempo reale di agire per evitare eventuali interruzioni di linea.

In conclusione

Come abbiamo brevemente osservato precedentemente le prove in produzione del carico di rottura non sostituiscono le simulazioni, ma le affiancano con diversi obiettivi. Si tratta di prove importanti, periodiche durante la produzione, per garantire un processo affidabile e conforme alle specifiche.

The post Resistenza meccanica: verifica del carico di rottura per i componenti in zama appeared first on Bruschi.

Definizione di articoli in zama per elettromeccanica

L’elettromeccanica è “il ramo delle costruzioni meccaniche che riguarda le macchine e gli apparecchi elettrici, come motori, generatori, veicoli elettrici” (fonte: Elettromeccanica, in Enciclopedia Treccani).  Partendo da questa premessa, sebbene la definizione di elettromeccanica sia molto ampia, in questo post abbiamo preferito concentraci su componenti destinati a macchine utensili che devono avere proprietà che ne consentano le migliori prestazioni in ambienti critici. Rimandiamo ad un altro post invece la trattazione di tutti quegli articoli che, anche se inseriti in apparecchiature elettromeccaniche, sono destinati a prodotti per l’edilizia e non hanno quindi gli stessi requisiti tecnici di resistenza e robustezza che sono invece necessari per i componenti impiegati in ambito industriale.

Proprietà dei prodotti in zama per elettromeccanica

Gli articoli in zama per elettromeccanica hanno numerose proprietà che ne garantiscono il funzionamento in ambienti critici e con sollecitazioni particolari, tra queste ricordiamo:

• Resistenza, durezza e rigidità
• Ottima qualità superficiale
• Schermatura nei confronti dell’interferenza elettromagnetica
• Proprietà anti scintillante
• Fluidità

Analizziamole ora una per una.

Resistenza, durezza e rigidità

La scelta della zama in questo settore è determinata dalle proprietà di resistenza, durezza e rigidità che rendono il materiale adatto a proteggere gli elementi elettrici ed elettronici delle macchine utensili e produttive. Ad esempio, un housing in zama per la protezione dei componenti elettrici ed elettronici, garantisce che gli elementi non vengano rovinati proteggendoli da sollecitazioni ambientali e urti.

Per una panoramica sulle proprietà della zama e delle differenti leghe di zinco consigliamo di leggere l’articolo Le migliori leghe di zinco per la pressofusione a camera calda.

Ottima qualità superficiale

Un altro aspetto rilevante nella produzione di componenti in zama e nel dettaglio di componenti in zama per elettromeccanica è la possibilità di stampare, parola che in gergo è utilizzata per produrre, gli articoli sottovuoto. Stampare sottovuoto garantisce di ottenere componenti dall’ottima qualità superficiale e privi di difetti, come ad esempio le inclusioni di bolle d’aria. Questo è particolarmente importante in un settore come l’elettromeccanica in cui è necessario proteggere i componenti dalle ossidazioni derivanti dall’ambiente in cui operano con verniciature e trattamenti superficiali specifici.

Per scoprire di più sui trattamenti superficiali dei componenti in zama rimandiamo al post Vernici, placcature e altri tipi di rivestimenti superficiali.

Ma come è possibile stampare sottovuoto?

Questa possibilità è data dalla valvola del vuoto per la pressofusione di zinco. La valvola del vuoto per la pressofusione di zinco è una tecnologia inventata nel 1983 in Bruschi che ha permesso all’azienda di acquisire un importante vantaggio competitivo rispetto alla concorrenza. Per conoscere la storia la storia dell’invenzione della valvola del vuoto consigliamo di leggere il post  The history of vacuum valve in zinc die casting.

Schermatura nei confronti dell’interferenza elettromagnetica

Le buone proprietà schermanti nei confronti dell’interferenza elettromagnetica (Electromagnetic Interference, EMI) della zama sono particolarmente importanti laddove è necessario proteggere la strumentazione elettronica. Per questa ragione la zama è particolarmente indicata per la costruzione di case di alloggiamento di schede madri ed altri tipi di componenti elettronici.

Proprietà anti scintillante

La zama è inoltre un materiale anti scintillante, questo la rende adatta ad essere impiegata in ambienti di lavoro in cui le scintille rappresentano un rischio di incendio o di esplosione.

Fluidità

Infine, la fluidità della zama consente di ottenere, direttamente in fase di stampaggio e senza la necessità di lavorazioni successive, componenti dall’elevato grado di dettaglio caratterizzati da sagome che possono essere anche molto complesse. Questa proprietà della zama si rivela quindi particolarmente utile nel caso di componenti assemblati con altri tipi di materiali quali, ad esempio, acciaio e alluminio.

Panoramica di prodotti in zama per elettromeccanica

Analizziamo ora alcuni articoli in zama per elettromeccanica spiegandone funzionalità e caratteristiche salienti. Questo elenco non vuole essere esaustivo, perché sono in fine le soluzioni che si possono realizzare in zama, ma vuole dare un’idea delle possibilità che si possono esprimere con le leghe di zinco.

Protezione per interruttori

In determinati ambienti, come ad esempio gli stabilimenti produttivi o le cabine degli aeromobili, è necessario proteggere gli interruttori per evitare che azionati inavvertitamente. La zama, in questo caso, si rivela un materiale particolarmente indicato perché, a differenza della plastica, non rischia di deformarsi se sottoposta a pressione fornendo così la protezione ideale all’interruttore.

Il prodotto in fotografia, qui riportato in tre varianti cromatiche, serve appunto per proteggere un pulsante. Tutti i particolari sono ottenuti direttamente in fase di stampaggio, senza necessità di lavorazioni meccaniche successive. È tuttavia la qualità superficiale a rendere la zama particolarmente competitiva nella produzione di questo componente: la superficie è liscia e levigata, senza inclusioni d’aria o altri difetti superficiali, e risulta così perfetta per essere verniciata.

Alloggiamento per interruttori

Il prodotto in fotografia è invece un alloggiamento per pulsanti inseriti in un piano comandi. Questo componente ha sia requisiti tecnici e funzionali che requisiti estetici: deve infatti essere in metallo per la robustezza richiesta negli impianti in cui viene installato, ma presenta anche una parte in vista che deve quindi presentarsi priva di difetti superficiali. Anche in questo caso, viste le necessità del cliente, come nel caso della protezione per interruttori, è stata quindi adottata la tecnologia del vuoto. La valvola del vuoto si rivela poi fondamentale nella realizzazione dei dettagli che permettono l’inserimento dell’alloggiamento nel piano comandi. Il trattamento superficiale di questo prodotto è la nickelatura, un trattamento sia estetico che protettivo.

Attuatori di fine corsa e pressostati

Sia gli attuatori di fine corsa che i pressostati sono dei componenti con elementi in zama destinati a macchine utensili ed automazioni. Gli attuatori di fine corsa, come è reso evidente dal nome, servono a produrre un output in reazione alla fine della corsa di un componente. Hanno quindi un campo di applicazione molto ampio e possono essere installati in automazioni di vario tipo. I pressostati invece misurano la pressione di un liquido all’interno di un sistema, e vengono quindi installati su strumentazioni che richiedono pressioni specifiche come alcuni tipi di freno e macchine utensili.

Nell’immagine di sinistra è riportato un attuatore di fine corsa mentre nell’immagine di destra un pressostato.

Per entrambi i componenti la scelta della zama è determinata da specifiche simili a quelle dei prodotti menzionati precedentemente. Agli articoli in zama per elettromeccanica è infatti richiesta robustezza e resistenza in ambienti critici. La robustezza è fondamentale per proteggere la componentistica elettronica e meccanica ospitata all’interno del prodotto, mentre la resistenza in ambienti critici viene raggiunta attraverso specifici trattamenti superficiali. Nel caso di questi prodotti, dopo una prima cromatazione, è stata scelta una vernice a polvere e la resistenza dei componenti alle sollecitazioni ambientali è stata misurata attraverso il test a nebbia salina.

Come per i prodotti illustrati in precedenza, inoltre, sia per ottenere la qualità superficiale necessaria ad una deposizione ottimale delle vernici sia per la realizzazione dei piccoli dettagli richiesti dalla geometria dell’oggetto la tecnologia utilizzata è quella della valvola del vuoto.

Conclusioni

Come abbiamo potuto vedere le applicazioni degli articoli in zama per elettromeccanica sono numerose. Infatti, l’elettromeccanica è un settore che, a vari livelli, può beneficiare delle caratteristiche dei prodotti in zama, sia per quanto riguarda la produzione di case o custodie protettive sia per quanto riguarda la realizzazione di elementi funzionali come gli attuatori di fine corsa e i pressostati. Come precedentemente definito le leghe di zinco hanno caratteristiche che le rendono materiali poliedrici: abbiamo visto solo qualche esempio di come è possibile utilizzarle nel campo dell’elettromeccanica, ma le possibilità sono molte e molte di più.

Contattaci per discutere di come i componenti in leghe di zinco possono essere elementi importanti nel settore dell’elettromeccanica, compila il form o visita la nostra pagina Contatti.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Articoli in zama per Elettromeccanica appeared first on Bruschi.

L’industrializzazione del prodotto nella pressofusione di zinco

Industrializzare il prodotto significa affrontarne la progettazione dell’intero processo tenendo conto delle specifiche funzionali, qualitative ed estetiche del cliente e della tecnologia costruttiva, che in questo caso è la pressofusione a camera calda di leghe di zinco.

L’industrializzazione del prodotto è quindi un percorso complesso e composto da varie fasi in cui intervengono diversi reparti aziendali. Analizziamo allora il delicato processo che conduce alla mass production.

DFM

Già in fase di RFQ (Request For Quotation), quindi ancora nella fase commerciale, il progetto proposto dal cliente viene valutato ed analizzato al fine di presentare un’offerta. Successivamente, una volta terminato il processo di vendita e arrivato l’ordine del cliente, vengono intraprese le attività più sostanziali e verticali al progetto, come per esempio la fase di co-design in cui gli uffici tecnici di cliente e fornitore lavorano all’unisono per ottimizzare il prodotto.

Lo studio intrapreso sul prodotto, il co-design di cui accennato precedentemente, permette così di proporre una serie di attività che abbiano come obiettivo l’aumento del valore e la riduzione dei costi, sia per quanto riguarda il prodotto sia dal punto di vista del processo di produzione. Il lavoro condotto a livello di co-design culmina con la stesura del Design For Manufacturing, chiamato in gergo tecnico DFM, un documento che definisce le sagome più adatte al processo produttivo del pressofuso e le attrezzature necessarie nelle varie fasi del processo produttivo: stampo, automazioni, frame per trattamenti superficiali e altre ancora.

Per una definizione di DFM approvata dalla comunità scientifica e per altre informazioni correlate consigliamo di visitare il sito web della Society of Manufacturing Engineers.

È importante sottolineare come le modifiche proposte in questa fase non solo riguardino l’aspetto estetico o la funzionalità del prodotto, ma anche la risoluzione delle problematiche emerse in fase di studio: siano queste di produzione o relative ai requisiti del prodotto in tema di qualità. Queste infatti possono essere a livello del prodotto, ad esempio aree critiche e di deformazione o tolleranze troppo ristrette, o a livello di processo, potrebbe per esempio essere necessario trovare delle soluzioni alternative per la configurazione degli estrattori dello stampo.

Per un approfondimento sul DFM si consiglia di leggere l’articolo Design del prodotto per pressofusione: ottimizzare il DFM.

Kick off

Una volta terminata questa fase iniziale arriva il momento di riunire per una seconda volta tutti gli attori del processo con un meeting chiamato kick off. Il kick off è il momento del lancio, tipicamente si tratta di una riunione convocata dal Project Manager in cui tutti i reparti coinvolti nella realizzazione del progetto si riuniscono per discutere insieme gli aspetti produttivi. Nel corso della riunione, condotta dal Project Manager, intervengono

• Progettazione: evidenzia gli aspetti critici del prodotto e le soluzioni individuate a livello progettuale
• Qualità: sulla base delle osservazioni dei designer individua gli elementi sui quali dovrà focalizzare la propria attenzione e il tipo di analisi che sarà necessario effettuare per garantire il rispetto delle specifiche del cliente
• Produzione: valuta gli aspetti tecnici del processo produttivo e le relative criticità, stabilendo macchine, automazioni e processi necessari alla realizzazione del prodotto
• Logistica: valuta le modalità o le criticità relative alla gestione del magazzino e alla spedizione della merce presso il cliente
• Ufficio commerciale e marketing: presidiano la comunicazione con il cliente in ogni fase della vita del progetto fornendo feedback sullo stadio di avanzamento dei processi

Il kick off è un momento molto importante perché al termine dell’incontro tutti i reparti sono pronti ad agire in concerto per il buon esito del progetto. Al termine del kick off è quindi possibile dare avvio alla costruzione delle attrezzature necessarie per la produzione.

Campionatura

Durante la fase di campionatura vengono realizzati i primi campioni, definiti first off tool. È in questa fase che si procede alla prova dello stampo di pressofusione e di tutte le attrezzature che serviranno in fase di produzione di massa.

Tutti i reparti produttivi concorrono alla valutazione dei campioni che sono in seguito inviati al cliente per l’ottenimento del benestare.

I campioni consentono di verificare la conformità dei prodotto alle specifiche del cliente e le analisi necessarie sono condotte dal reparto qualità e successivamente dal cliente.

I campioni, oltre al processo di pressofusione, possono subire trattamenti di vario tipo. In alcuni casi al cliente sono inviati campioni grezzi, in altri casi invece si rendono necessarie lavorazioni meccaniche o trattamenti superficiali.

Nel caso di campioni trattati superficialmente sono coinvolti fornitori esterni. In questo caso diventa necessario effettuare le verifiche sui prodotti in arrivo dai fornitori e conseguentemente su quelli in consegna verso il cliente. È importante infatti presidiare la qualità lungo tutta la supply chain in modo da garantire al cliente prodotti sempre conformi e che abbiano superato rigorosi controlli.

Pre-serie

Se la campionatura è volta all’analisi della qualità e delle dimensioni dei campioni la pre-serie permette invece di verificare, su scala ridotta, la rispondenza agli standard individuati per il processo produttivo.

In fase di pre-serie infatti i prodotti vengono realizzati con tutte le tecniche e i processi che verranno intrapresi in fase di produzione di massa consentendo la verifica del tempo ciclo, della capacità produttiva dello stabilimento e del rispetto dei parametri previsti in fase di progettazione.

Poiché le tirature della pre-serie sono limitate e a volte il prodotto o lo stampo devono essere sottoposti a modifiche, nel campo della pressofusione di leghe di zinco è consigliabile effettuare la pre-serie, e la precedente campionatura, con degli stampi prototipali. Gli stampi prototipali non hanno la durata di vita degli stampi destinati alla produzione di massa ma si prestano più facilmente all’esecuzione di interventi di modifica.

Importanza della collaborazione

Abbiamo quindi visto come nell’industrializzazione del prodotto intervengano expertise appartenenti a diversi reparti aziendali a diversi livelli e in diverse fasi del processo. I legami operativi tra i diversi reparti diventano in questa fase particolarmente evidenti e sono determinanti nelle funzioni di coordinamento, timing, gestione delle risorse e project management.

In fase di industrializzazione, poi, la collaborazione travalica i confini dell’azienda per arrivare a coinvolgere clienti e fornitori. Il processo di co-design avviene infatti solamente in concerto con il cliente ed è grazie alla collaborazione con quest’ultimo che è possibile stabilire strategie mirate alla riduzione dei costi e all’ottimizzazione del prodotto.

Anche la collaborazione con i fornitori diviene fondamentale perché è solo attraverso un monitoraggio attento dell’intera filiera produttiva che è possibile garantire la qualità dei prodotti ed ottenere il benestare del cliente.

 Conclusioni

In questo breve articolo abbiamo descritto le fasi che precedono la produzione di massa di un componente, soffermandoci poi sulla collaborazione che è necessaria per la buona riuscita di qualsiasi progetto, soprattutto in una fase delicata come quella dell’industrializzazione del prodotto.

In conclusione riteniamo importate sottolineare come, in questo processo, il Project Manager sia una figura cardine che deve monitorare costantemente i processi e l’apporto di ogni reparto verificando che, tappa per tappa, siano eseguiti tutti i passaggi necessari. È solo attraverso la giusta coordinazione che, lungo un percorso articolato e composto da numerosi passaggi, è possibile infatti raggiungere l’obiettivo nel più efficiente e migliore dei modi.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Industrializzazione e pressofusione di zinco: fasi e processi appeared first on Bruschi.

 I vantaggi competitivi di lampadari e faretti in lega di zinco

Nel mercato dell’illuminazione sono ricercati requisiti che i componenti in zama sono perfettamente in grado di soddisfare, esploriamone alcuni:

Impiego con faretti alogeni e lampadine a basso impatto energetico

Nel 2005, con la direttiva 2005/32/EC, l’Unione Europea ha introdotto la graduale sostituzione delle lampadine a incandescenza e dei faretti alogeni con prodotti a minor impatto energetico: come i faretti a led e le lampadine a basso consumo.

Questa direttiva ha cambiato completamente la situazione del mercato dell’illuminazione, permettendo a produttori e designer di virare su nuove tecnologie e di ampliare il ventaglio di possibilità: sia nella scelta dei materiali, che nella progettazione dei prodotti.

Una delle conseguenze dell’impiego di queste nuove tecnologie di illuminazione è che le leghe di zinco sono diventate competitive rispetto ad altri metalli.

Se prima, infatti, le alte temperature raggiunte dai sistemi di illuminazione imponevano la realizzazione di articolati sistemi di dispersione del calore, che limitavano di fatto l’impiego della zama, con la nuova normativa è stato possibile impiegare la zama per la realizzazione di lampade e faretti dalle forme e dalle qualità innovative.

Sostenibilità del processo produttivo

Le lampadine a basso impatto energetico e i faretti a led permettono di risparmiare sul costo della bolletta elettrica perché per produrre illuminazione impiegano meno energia di altre tecnologie: questo significa maggior saving per l’utente finale e maggiore sostenibilità ambientale in senso globale.

Restando in tema sostenibilità globale anche la zama, in maniera differente, permette un importante risparmio di energia: rivelandosi così una scelta vincente. Fondere e lavorare le leghe di zinco richiede infatti meno energia di quella necessaria per i trattamenti di altri metalli o leghe metalliche.

In aggiunta, sempre restando in tema sostenibilità, i prodotti in zinco, una volta concluso il loro ciclo vitale sono riciclabili al 100%.

Il processo produttivo dei componenti in lega di zinco è quindi un processo energeticamente meno dispendioso di altri e, insieme al minore dispendio energetico del sistema di illuminazione e alla riciclabilità dei prodotti, consente al produttore che sceglie di servirsi di questi articoli di effettuare scelte davvero consapevoli. I vantaggi derivanti dalla scelta della zama per componenti di lampade e faretti non si ripercuotono poi solo sul produttore di articoli per l’illuminazione, ma anche sul consumatore finale e sull’ambiente. Il produttore avrà un saving sulla realizzazione dei componenti, il consumatore finale più scelta e più risparmio, il tutto rispettando il pianeta e le sue risorse.

 Durata di vita degli stampi

La temperatura di fusione della zama, inferiore a quella di altri metalli o leghe metalliche, si traduce in un ulteriore vantaggio per il produttore di articoli per l’illuminazione. Infatti, minore è la temperatura di fusione del metallo, minori saranno l’usura e la corrosione alle quali è sottoposto lo stampo.

Ciò si traduce in un importante vantaggio in termini di durata di vita dello stampo e di diminuzione del numero di interventi di riparazione e manutenzione necessari alla mass production.

Grazie alla scelta della zama e al processo di pressofusione a camera calda, con il quale la lega metallica è lavorata, il produttore di articoli per l’illuminazione potrà quindi realizzare grandi volumi di prodotti per lunghi periodi di tempo a fronte di un investimento iniziale per lo stampo che non comporterà ulteriori spese sul medio e lungo termine.

Possibilità di realizzare forme e geometrie complesse con un elevato grado di dettaglio

Lampade, lampadari e faretti sono oggetti di design e spesso le loro forme sono articolate e complesse. Le leghe di zinco, grazie alla loro fluidità, consentono di realizzare la sagoma desiderata dal cliente direttamente durante il processo di pressofusione senza la necessità di ulteriori lavorazioni meccaniche.

Oltre alla possibilità di realizzare qualsiasi tipo di forma e di geometria la fluidità delle leghe di zinco permette anche di ottenere, sempre in fase di stampaggio, tutti quegli elementi necessari alla funzionalità del prodotto come filetti, fori, tasselli e alette per l’eventuale dispersione del calore.

Le leghe di zinco consentono poi di creare componenti con spessori estremamente sottili: in questo modo si riduce la quantità di materia prima impiegata. Nel caso dei articoli per l’illuminazione il vantaggio non è solo economico ma è anche funzionale: lampade e faretti dalle forme più fini possono essere appesi con più facilità e possono essere meglio integrati nell’ambiente di arredamento.

Fattore estetico: trattamenti superficiali

Infine, anche per quanto riguarda i trattamenti superficiali i pressofusi in zama si rivelano competitivi rispetto a prodotti realizzati con altri tipi di metalli.

I pressofusi in lega di zinco consentono lavorazioni di massa a basso costo come la vibratura la sbavatura termica con notevole vantaggio anche per quanto riguarda i tempi di consegna. Inoltre, la superficie dei pressofusi in lega di zinco è ideale per ricevere diversi tipi di trattamento superficiale come cromatura, doratura, verniciatura a liquido e a polvere. In questo modo i prodotti possono assumere l’aspetto esteriore richiesto dal cliente.

In un mercato come quello dell’illuminazione questa caratteristica di grande adattabilità è molto importante perché consente ai prodotti di integrarsi armonicamente con i diversi stili e ambienti di arredamento, permettendo un catalogo più ampio e aiutando i designer ad esprimere tutta la loro creatività.

Componenti per illuminazione: case study

Dopo aver analizzato alcune delle ragioni per le quali i componenti in zama sono competitivi e particolarmente indicati per il mercato dell’illuminazione esamineremo ora alcuni prodotti evidenziandone caratteristiche e particolarità.

Corpo per i faretti da incasso

Questo componente, dalle linee semplici ed eleganti, ospita e incornicia il faretto che viene incassato nella parete. La cornice del faretto può essere tonda o quadrata, ma può anche assumere forme più complesse per soddisfare le esigenze di design del produttore. La varietà di trattamenti superficiali, cromatura, doratura, verniciatura a polvere o a liquido, come precedentemente esposto, consente poi grande versatilità al prodotto che può essere inserito in diversi ambienti di arredamento.

Lampada da tavolo: supporto per led

In questo caso il cliente desiderava un prodotto lucido, in grado di riflettere la luce, caratterizzato da linee semplici e pulite. La zama ha consentito, con un numero di lavorazioni estremamente limitato, di ottenere componenti con gli spessori sottili richiesti dal design dell’oggetto e che, in aggiunta, avessero una superficie liscia e priva di difetti perfetta per la cromatura.

 Faretto regolabile per negozi

Questo faretto regolabile è destinato all’illuminazione delle vetrine dei negozi: dove la necessità è quella di dirigere la luce in particolari direzioni. Il prodotto è costituito da due componenti: la custodia mobile e il disco esterno. Il disco è il supporto della custodia che, come anticipato, può essere regolata per orientare la direzione del fascio luminoso.

Per il prodotto in fotografia la verniciatura scelta dal cliente è una verniciatura bianca, in questo modo, infatti, il disco si confonde con la parete della vetrina senza interferire visivamente con l’esposizione dei prodotti che illumina.

Anello per faretti a cavo

I faretti a cavo sono ideali per tutti gli ambienti in cui è necessario illuminare una sala in tutta la sua lunghezza. Il sistema di illuminazione consente infatti di montare, su binari paralleli, il numero di faretti desiderato e di orientarli a seconda delle proprie esigenze.

Questo anello per faretti a cavo è un prodotto ideato per un’illuminazione minimalista ed elegante. La sua superficie è cromata e si presenta liscia, lucida, brillante e priva di ogni minimo difetto.

Il prodotto, inoltre, è rappresentativo della capacità della zama di raggiungere spessori sottili. Infatti il pressofuso è stato ottenuto, direttamente in fase di stampaggio, con tutti gli elementi che ne assicurano la chiusura e la funzionalità. La riduzione degli spessori, con la diminuzione di peso che comporta, risulta poi ottimale per un sistema di illuminazione a cavo.

 Case per faretti a cavo

Questo prodotto è un articolo di design con una forma particolare che integra un sistema per la dispersione del calore. Anche in questo caso è stata la libertà produttiva consentita dalla zama a permettere di realizzare, in un unico componente, tutti i dettagli richiesti dal cliente.

Nella fotografia si può notare come la superficie dei pressofusi in lega di zinco consenta un risultato ottimale della doratura: anche questo prodotto spicca per la lucentezza e la qualità della sua superficie.

Conclusioni

Gli articoli per l’illuminazione realizzati in lega di zinco, che siano lampadari, lampade o faretti, sono quindi prodotti in grado di distinguersi e di essere vantaggiosi sotto molti punti di vista. Dal punto di vista della creatività e del design permettono infatti un grande libertà di progettazione consentendo di realizzare, con un processo di mass production, prodotti dalle forme insolite e particolari.

Inoltre, i pressofusi in zama, per il grande numero di trattamenti superficiali che possono ricevere, sono particolarmente indicati come componenti di prodotti per l’arredamento perché sono in grado di integrarsi con diversi stili e ambienti.

Infine non sono da sottovalutare i vantaggi economici e ambientali: scegliere la zama come materia prima e la pressofusione come processo produttivo consente di risparmiare a livello energetico e di impiegare materie riciclabili e sostenibili.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Articoli per l’illuminazione in lega di zinco: lampadari e faretti appeared first on Bruschi.

The post Versatilità produttiva delle leghe di zinco per porte e finestre appeared first on Bruschi.

La riduzione dei costi nella pressofusione è un’attività che deve essere eseguita senza inficiare la qualità e la funzionalità del componente prodotto. Tutte le attività volte ad aumentare la produttività, diminuire gli scarti e semplificare i processi produttivi sono strategie di riduzione dei costi, così come lo sono le scelte fatte a livello di materiali e di lavorazioni.

Strategie di riduzione dei costi nella pressofusione di zinco

La riduzione dei costi nella pressofusione di zinco può essere attuata a diversi livelli. Lo zinco, infatti, è un metallo versatile che, se lavorato con le giuste tecnologie, permette di risparmiare sia in termini assoluti, riducendo il tempo, l’energia e la quantità di materia prima utilizzati nei processi produttivi, sia relativamente ad altri metalli.

Nella produzione di pressofusi è quindi possibile attuare una riduzione di costi:

• Scegliendo lo zinco al posto di altri metalli o di altre leghe metalliche
• Ottimizzando il processo produttivo
• Progettando processi e componenti assieme al cliente attraverso metodologie di co-design

Vantaggi dello zinco: qualità e caratteristiche chimico-fisiche, temperatura di fusione, economia circolare

Le leghe di zinco comunemente usate nel processo di pressofusione hanno proprietà che le rendono competitive rispetto ad altri metalli. Queste proprietà, di natura chimico-fisica, permettono di ottenere una riduzione dei costi relativa sia ai processi di produzione sia alle fasi successive, come ad esempio quelle di smaltimento e di riciclo. Analizziamole più nel dettaglio.

Qualità e caratteristiche chimico-fisiche

Nel processo di pressofusione sono impiegate diverse leghe di zinco, le più comuni sono Zamak 2, 3 e 5. Queste leghe, per la realizzazione dei diversi prodotti, sono scelte in funzione delle loro proprietà chimico-fisiche. Infatti, a seconda delle percentuali e dei valori relativi dei metalli che contengono assumono diverse caratteristiche che le rendono più o meno adatte alla realizzazione di determinate tipologie di componenti. Se, per esempio, il componente da realizzare è un componente di sicurezza si privilegia la lega in grado di offrire maggiori resistenza ad usura, corrosione e pressione, sopportazione del carico di snervamento e stabilità dimensionale. Nel caso di componenti tecnici, invece, per i quali è spesso importante ottenere dettagli e sottili nervature, la Zamak da preferire sarà quella più fluida, in grado di riversarsi nello stampo con la maggiore uniformità possibile. In questo modo sarà infatti possibile ottenere spessori sottili, determinanti per garantire la funzionalità dei prodotti. Per i prodotti estetici, infine, sono preferibili le qualità di Zamak in grado di assicurare la migliore qualità superficiale e la migliore resa se sottoposte a lavorazioni successive e finiture. È quindi importante conoscere le caratteristiche fisico-chimiche delle diverse leghe di zinco per poter scegliere quella più appropriata alla realizzazione di uno specifico componente. Solo così, infatti, sarà possibile fare una scelta vincente e ottenere, con percentuali di scarto ridotte, pressofusi di qualità e che necessitano di un numero ridotto di finiture e lavorazioni ulteriori.

Per scoprire di più sulle diverse leghe di zinco e su come sfruttare al meglio le loro diverse caratteristiche puoi leggere gli articoli Le migliori leghe di zinco per la pressofusione a camera calda e Composizione della Zamak per pressofusione.

Se invece desideri approfondire i vantaggi dello zinco rispetto ad altri metalli leggi  L’importanza della pressofusione nel settore automobilistico  e Vernici, placcature e altri tipi di rivestimenti superficiali.

Temperatura di fusione

Una proprietà chimico fisica con un grande impatto in termini di riduzione dei costi è il basso punto di fusione della Zamak che ne rende possibile la pressofusione in camera calda. A differenza dell’alluminio, che ha un punto di fusione molto più elevato e che è pressofuso in camera fredda, la zama consente un risparmio energetico dato dalla diversa tecnologia di fusione impiegata. Il vantaggio dato dalla pressofusione in camera calda è ulteriore ed è relativo al tempo: la pressofusione in camera calda è un processo più veloce della pressofusione in camera fredda e ciò consente di aumentare la produttività. Un altro elemento di risparmio, sempre correlato alla temperatura di fusione, è costituito dal fatto che lo stampo, sottoposto a minori temperature, incorre in una minore usura ed ha quindi una vita più lunga, con benefiche ripercussioni soprattutto nel caso della produzione di grandi volumi.

Economia circolare

In questo breve passaggio sulle qualità della zama rispetto ad altri metalli merita di essere ricordata un’ultima proprietà: la riciclabilità. Lo zinco infatti si inscrive nei processi di economia circolare e va quindi incontro alle recenti tendenze di sostenibilità ambientale. La riciclabilità dello zinco non si traduce solo in un vantaggio per il consumatore finale, che può riciclare i propri prodotti ed elettrodomestici, ma è anche un importante fattore di riduzione dei costi per il produttore di pressofusi. Lo zinco infatti, se gli accordi con il cliente lo consentono, può essere rifuso e, in percentuali controllate, reintrodotto nel processo produttivo, con evidenti conseguenze di riduzione dei materiali di scarto e di ottimizzazione dei processi produttivi.

Se desideri leggere di più sulla possibilità di riciclare la zama clicca qui se quello che cerchi è invece un approfondimento sull’economia circolare dello zinco ti consigliamo di leggere l’articolo Pressofusione ed economia circolare: il ruolo dello zinco.

Ottimizzazione del processo produttivo

Non sono solo le proprietà dello zinco come materiale ad essere importanti ai fini della riduzione dei costi nella pressofusione. Anche il processo produttivo con cui il metallo viene lavorato è molto importante. Infatti le tecniche di pressofusione e i macchinari, per essere efficienti, devono essere aggiornati allo sviluppo tecnologico: sono quindi necessarie ricerca e innovazione costanti.

Per un’overview generale su queste tematiche si consiglia di leggere Come migliorare il processo produttivo per l’industria della pressofusione.

Automazione e tempo ciclo

Un importante passo in direzione di riduzione dei costi è, ad esempio, l’introduzione di automazione nei processi produttivi. L’automazione rende infatti il sistema più efficiente diminuendo la percentuale di scarti e consentendo agli operatori a bordo macchina di dedicarsi ad attività a maggior valore aggiunto.

L’acquisizione di automazione è poi strettamente correlata alla capacità di aggiornare ed implementare il parco macchine. Grazie all’acquisto di nuove macchine, infatti, attività prima manuali diventano meccaniche facendo sì che lead time, tempo ciclo e percentuale di scarto diminuiscano a fronte di un aumento di produttività. Il tempo ciclo, in particolare, è molto importante in relazione alle strategie di riduzione dei costi, diminuire il tempo ciclo vuol dire infatti incrementare l’OEE, l’indice di rendimento produttivo dello stabilimento, e di conseguenza la produzione. Nel settore specifico della pressofusione in camera calda, inoltre, la diminuzione del tempo di ciclo rappresenta un’ulteriore opportunità di risparmio perché, in un tempo ciclo ridotto, aumenta la potenza termica che il materiale fuso apporta allo stampo con una diminuzione dei fronti freddi e dei difetti correlati.

Per approfondire gli apporti dell’automazione al processo produttivo leggi L’importanza dell’automazione per migliorare il processo produttivo; per scoprire di più sul tempo ciclo e sulla sua ottimizzazione si consiglia invece di leggere l’articolo Riduzione dei costi tramite l’ottimizzazione del tempo ciclo.

Simulazione

Un’ulteriore strategia per ottimizzare il processo produttivo è quella di ricorrere a software di simulazione che consentano di prevedere quanto avverrà durante il processo di pressofusione. La simulazione è un utile strumento per prevenire problemi, errori e difetti durante lo stampaggio dei pressofusi ed è, inoltre, un fondamentale ausilio in fase di progettazione, prototipazione e test.

Puoi trovare un approfondimento sui vantaggi apportati dalla simulazione nella pressofusione di zinco cliccando qui.

Certificazioni qualitative

Una garanzia dell’ottimizzazione del processo produttivo e della conseguente riduzione dei costi è l’ottenimento di certificazioni di qualità. Smeta 4 Pillars, ad esempio, è una certificazione di standard qualitativi, gestione ambientale, integrità aziendale, salute e sicurezza con importanti ripercussioni a livello di riduzione dei costi. Smeta 4 Pillars infatti, attraverso la condivisione di approcci standardizzati, migliora e uniforma il processo produttivo proteggendo la brand reputation e garantendo una filiera etica.

Co-design

Il co-design consiste in una serie di attività che hanno come obiettivo l’aumento del valore del prodotto e il suo miglioramento in termini di qualità ed efficienza. Spesso queste attività non si traducono in un aumento dei costi di produzione ma, al contrario, risultano in una diminuzione di prezzo. Già in fase di progettazione, infatti, attraverso il co-design, è possibile concordare con il cliente riduzioni di peso, eliminazione di lavorazioni secondarie, ottimizzazioni dello stampo e una serie di altre azioni che si traducono direttamente in una notevole riduzione dei costi. Ottenere un disegno già ottimizzato per la mass production permette così al cliente di avere un prodotto finale in linea con le attese e con meno rischi e scarti. Come ulteriore garanzia di riduzione dei costi in fase di co-design è possibile fare analisi di valore VA/VE  ed ottimizzare il DFM. Le analisi di valore VA/VE sono un sistema di risoluzione dei problemi che permette di identificare efficacemente i costi superflui rendendone possibile una riduzione mentre il DEF, Design for Manufacturability, è uno studio di fattibilità in cui si valuta il design di un prodotto e in cui si propongono adattamenti, trattamenti particolari e modifiche strutturali che rendono possibile ottimizzarne la produzione.

Per una trattazione di più ampio respiro sul co-design si suggerisce di leggere l’articolo Design del prodotto per la pressofusione.

I metodi per realizzare riduzione dei costi nella pressofusione di zinco ed ottimizzare processi e prodotti non si esauriscono qui. Dalla lettura di questo articolo dovrebbero però essere emersi quelli che sono solo alcuni, ma evidenti, vantaggi.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Riduzione dei costi nella pressofusione di zinco appeared first on Bruschi.

Il termine design del prodotto definisce il processo di progettazione di un prodotto caratterizzato da specifiche caratteristiche estetiche e funzionali, che deve essere conforme al processo di produzione in serie. Il design del prodotto è dunque un processo che necessita di essere sviluppato considerando i diversi aspetti che caratterizzano un componente e, di conseguenza, se realizzato con la tecnologia della pressofusione, richiede l’integrazione di diverse attività, quali servizio di co-design, compilazione di un DFM, progettazione dello stampo, simulazione e analisi delle lavorazioni successive.

Il design del prodotto è un’attività strettamente correlata alla progettazione del processo produttivo: i due concetti si influenzano a vicenda, infatti il prodotto deve essere conforme alla produzione di massa e il processo produttivo deve al contempo tenere in considerazione le specificità del prodotto. Il design del prodotto è un processo complesso e sfaccettato, che non concerne solamente prodotto e produzione, ma anche scelta dei materiali, caratteristiche estetiche e funzionali, lavorazioni meccaniche, trattamenti superficiali e qualità richiesta dal cliente.

Servizio di co-design

Allo scopo di ottenere un risultato equilibrato in termini di estetica, funzionalità e fattibilità, il design del prodotto è spesso sviluppato da un’azienda manifatturiera insieme al cliente che ha ordinato il prodotto. La cooperazione tra fornitore e cliente viene definita servizio di co-design: una collaborazione che promuove la condivisione di informazioni e know-how, al fine di conseguire risultati soddisfacenti per entrambe le parti. Gli ingegneri e i tecnici procedono all’analisi delle caratteristiche fisiche e meccaniche del prodotto, così da trovare soluzioni per assicurare la funzionalità e la fattibilità produttiva, ottenendo di conseguenza un riscontro positivo da parte dei clienti.

Il servizio di co-design apporta benefici non solo in termini di ottimizzazione di processo e design, ma anche relativamente alla relazione tra cliente e fornitore: un continuo scambio di informazioni promuove incremento di fiducia e stima reciproca e permette, inoltre, di accrescere le conoscenze di entrambe le parti.

Per ulteriori informazioni relative al servizio di co-design, clicca sul post sotto:
• Vantaggi del co-design: alleggerimento mirato

DFM: studio di fattibilità del prodotto

Cliente e fornitore si scambiano informazioni relative al design del prodotto e al suo processo produttivo attraverso un documento denominato DFM: Design For Manufacturability, cioè uno studio di fattibilità del prodotto. Lo scopo di un DFM è, infatti, quello di presentare il prodotto in relazione al suo processo produttivo, per analizzare la fattibilità tecnica del progetto e suggerire soluzioni al fine di facilitare la produzione. Attraverso questo documento i tecnici possono stabilire se il design è conforme ai sistemi tecnologici del dipartimento di produzione e, successivamente, possono apportare modifiche a determinate caratteristiche del prodotto o delle fasi di produzione.
La scelta della pressofusione come metodo di produzione implica l’attuazione di specifiche analisi inerenti ad angoli di sformo, estrattori e punti di iniezione: il design del prodotto è, infatti, strettamente collegato alla progettazione dello stampo, e di conseguenza al processo produttivo. L’utilizzo di stampi risulta vantaggioso poiché consente la replicabilità del componente, ma allo stesso tempo richiede specifiche analisi tecniche che permettano di ottenere uno stampo adatto per il prodotto: il DFM contiene tutte le informazioni necessarie al raggiungimento di questo obiettivo.

Per conoscere nel dettaglio la struttura di un DFM, ecco un post sull’argomento:
• Design del prodotto per pressofusione: ottimizzare il DFM

Progettazione dello stampo

Considerando la pressofusione come metodo di produzione, il primo aspetto da esaminare è la progettazione dello stampo: l’elemento centrale del processo di pressofusione. Cliente e fornitore collaborano per sviluppare un sistema che sia adeguato sia per il componente che per lo stampo, considerando le caratteristiche estetiche e funzionali del prodotto, ma anche le proprietà meccaniche dello stampo: deve essere resistente, solido e funzionale al processo di produzione.
Innanzitutto è necessario verificare la producibilità del prodotto con il metodo della pressofusione, analizzando le dimensioni e la geometria del componente. Una volta che la geometria e le caratteristiche tecniche sono state definite, il processo di progettazione dello stampo può iniziare: questa fase prevede l’analisi delle specifiche tecniche del prodotto, del numero di cavità, dell’area di proiezione, del volume e della forma dello stampo. I due elementi principali che costituiscono la progettazione dello stampo sono il design del sistema di alimentazione a camera calda e la simulazione: la modalità di alimentazione rappresenta infatti l’elemento centrale della progettazione dello stampo, mentre la simulazione costituisce un utile strumento per definire i parametri più appropriati da applicare prima che il componente venga prodotto.

Progettazione del sistema di alimentazione a camera calda

Nella realizzazione dello stampo un elemento centrale da considerare è la progettazione del sistema di alimentazione a camera calda. Infatti, il metodo di alimentazione influenza l’ottimizzazione della produzione e le caratteristiche del prodotto. Il diffusore e il canale di colata sono i due elementi principali che compongono il sistema di alimentazione: la definizione della loro configurazione e dimensione risulta fondamentale per l’output finale del processo di pressofusione, poiché la scelta di diverse forme conduce a diversi risultati e può inoltre determinare una riduzione di potenziali difetti sul pressofuso.

Per informazioni dettagliate sul sistema di alimentazione a camera calda, di seguito un post sull’argomento:
• Ottimizzazione del processo di pressofusione: sistema di alimentazione

Simulazione

Come precedentemente menzionato, la simulazione costituisce un valido strumento per il design del prodotto e dello stampo: con software di simulazione, come programmi CAD e software 3D, gli ingegneri esaminano le proprietà tecniche del prodotto e definiscono i migliori parametri da applicare. Questi dispositivi rappresentano un supporto fondamentale per l’analisi di caratteristiche fisiche, dal punto di vista strutturale e della resistenza, e consentono agli ingegneri di identificare preventivamente potenziali criticità sul pressofuso, riducendo così eventuali problemi che potrebbero emergere a posteriori. Infatti, già nelle prime fasi del riempimento dello stampo potrebbero verificarsi errori che comprometterebbero la produzione del pezzo, ad esempio una solidificazione del metallo troppo rapida: la simulazione aiuta a evitare queste problematiche fin dal principio.

Per ulteriori informazioni sulla simulazione, ecco una serie di case studies:
• Simulazione per pressofusione: conservazione dello stampo e ottimizzazione dei parametri
• Simulazione per pressofusione: studio della porosità da ritiro
• Simulazione per pressofusione: studio per la riduzione degli scarti
• I vantaggi della simulazione HPDC nella pressofusione

Lavorazioni successive allo stampaggio

Il design del prodotto riguarda anche l’analisi di lavorazioni successive che devono essere effettuate a seguito della fase di stampaggio. Infatti, durante la progettazione di un prodotto è importante considerare eventuali lavorazioni successive a cui il pezzo dovrà sottoporsi: le operazioni successive allo stampaggio possono essere lavorazioni meccaniche, trattamenti superficiali, operazioni di assemblaggio o processi di automazione. Prestare attenzione a queste lavorazioni già nella fase di design del prodotto consente di effettuare specifiche azioni e impostare determinati parametri al fine di ottenere un risultato senza difetti. Di seguito alcuni esempi di lavorazioni successive.

Lavorazioni meccaniche

Tra le più diffuse lavorazioni meccaniche figurano filettatura e alesatura: se un componente necessita di essere filettato, già nella fase di progettazione dello stampo dovranno essere definiti specifici parametri per agevolare quest’operazione.

Trattamenti superficiali

Se un prodotto è soggetto a trattamenti superficiali, come verniciatura o cromatura, è importante prevedere in anticipo potenziali difetti che potrebbero manifestarsi dopo il trattamento. Ad esempio, alcuni trattamenti superficiali vengono effettuati a temperature molto alte che possono potenzialmente determinare la formazione di inclusioni d’aria nel componente: durante la fase di design dello stampo sarà quindi necessario prevedere l’evacuazione d’aria.

Assemblaggio

Relativamente all’assemblaggio, è opportuno definire specifiche tolleranze che siano funzionali a questa lavorazione. Per esempio, se il pezzo deve essere inserito in un altro componente, come un perno e un foro, è necessario prevedere la giusta interferenza tra i due.

Automazione

L’automazione rappresenta un fattore comune a tutte le lavorazioni successive: le operazioni automatiche per i trattamenti successivi allo stampaggio garantiscono un’adeguata produttività e costi ridotti.

Vantaggi design del prodotto

Il design del prodotto è una fase indispensabile nella produzione di un componente poiché consente di identificare i processi e le caratteristiche maggiormente performanti, allo scopo di produrre eccellenti risultati in termini di estetica, funzionalità e conformità al processo di produzione. Sviluppare un processo di design del prodotto ben strutturato è perciò fondamentale per ottenere importanti benefici, quali riduzione dei costi di produzione, soddisfazione del cliente e produzione di componenti esteticamente accattivanti, funzionali e conformi alla produzione di massa.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Design del prodotto per la pressofusione appeared first on Bruschi.

La Bruschi ha da sempre considerato la coesistenza di caratteristiche funzionali ed estetiche in un unico prodotto una questione centrale. Questa convinzione ha portato alla concezione della filosofia aziendale denominata bellezza funzionale. Secondo questa filosofia un prodotto è composto da elementi funzionali e caratteristiche estetiche che coesistono e si influenzano a vicenda.

L’intersezione di co-design e bellezza funzionale, unitamente alle competenze dei propri ingegneri e ai processi di produzione, ha permesso alla Bruschi di produrre Nespresso KitchenAid Artisan 5KES0503. La creazione di questa macchina del caffè di design ha condotto la Bruschi alla vittoria della prestigiosa European Zinc Die Casting Competition per il design nel 2016.

Co-design

Il co-design è fondamentale per ottenere un prodotto capace di soddisfare requisiti tecnici di funzionalità ed essere allo stesso tempo conforme al processo di pressofusione. Questo tipo di approccio è strettamente collegato alla relazione tra fornitore e cliente. Il co-design permette di analizzare approfonditamente ogni dettaglio del design di un prodotto e di un processo e aiuta a consolidare la collaborazione giorno per giorno. Adottando questo metodo, tutti gli eccessi stilistici e le caratteristiche inutili vengono eliminati. Nel momento in cui rimane solamente la parte funzionale, è possibile concentrare tutti gli sforzi nel miglioramento dell’estetica della parte meccanica, garantendo prodotti dall’aspetto accattivante. Questo approccio aiuta a migliorare il processo di produzione, a ridurre i costi e a realizzare prodotti esteticamente attraenti, coerentemente con la teoria della bellezza funzionale.

Bellezza funzionale

Secondo la Bruschi, la bellezza funzionale è basata sulla rimozione di dettagli superflui e sul contemporaneo miglioramento delle qualità estetiche delle rimanenti parti funzionali. La coesistenza di estetica e performance è il nucleo della bellezza funzionale. Un requisito estetico può quindi trasformarsi in un vantaggio funzionale e viceversa. Queste teorie sono state formulate attraverso la collaborazione tra la Bruschi e KitchenAid. Le due società hanno profuso sforzi comuni in merito alla scelta della lega, alla forma del coperchio, alla modalità di riduzione del peso e alla finitura della superficie. L’idea alla base del progetto era di ridurre al minimo i dettagli superflui e di migliorare esteticamente le parti funzionali.

Il caso di Nespresso KitchenAid Artisan

Lo zinco costituisce il materiale ideale per comunicare questo concetto. Infatti può essere utilizzato per ottenere sia componenti strettamente funzionali che componenti esterni estetici, e tutto ciò che è compreso tra questi due estremi. Questa adattabilità del materiale è particolarmente apprezzabile nella custodia in Zama realizzata dalla Bruschi per Nespresso KitchenAid Artisan. La macchina del caffè di design è composta da otto pressofusi di zinco, con peso tra 2.2 kg e 75 g.

La cooperazione tra Bruschi e KitchenAid ha avuto inizio con l’idea di creare una nuova macchina del caffè caratterizzata da splendide forme e finiture innovative. Il design includeva forme rotonde e sinuose, valorizzate da una verniciatura a polvere rosso brillante.
La finitura della superficie costituiva un ulteriore punto focale. Il nuovo design avrebbe dovuto attirare l’attenzione dei consumatori e la scelta del colore distintivo di KitchenAid, noto come Bright Candy Apple Red, avrebbe garantito il risultato. Tuttavia, l’applicazione di una verniciatura a polvere avrebbe sicuramente accentuato ogni imperfezione della finitura della superficie.

Scelta del materiale

Durante il processo di co-design, la prima scelta da operare era quella relativa al materiale da utilizzare. Era necessario scegliere un materiale che rappresentasse la filosofia della bellezza funzionale. La lega selezionata avrebbe dovuto essere adatta per creare forme complesse e resistere ai trattamenti di finitura e verniciatura richiesti, allo scopo di soddisfare sia i requisiti funzionali che i requisiti estetici del prodotto.

ZP5 è stato scelto per la sua eccellente finitura superficiale, resistenza, colabilità (capacità di realizzare attraverso stampaggio pezzi con spessori sottili) e texture di qualità al tatto. Le forme desiderate sarebbero state irrealizzabili con altri metalli. Lo zinco pressofuso permette infatti la creazione di angoli di sformo ridotti, fori più piccoli e lunghi e spessori più sottili, mantenendo al contempo la superficie liscia.

Questo è un eccellente esempio di come la funzionalità della lega influenzi l’estetica del prodotto. La funzionalità e le caratteristiche meccaniche del materiale avrebbero limitato la creatività dei designer, impedendogli di progettare design audaci e innovativi.

Nessuna ulteriore lavorazione

L’obiettivo principale consisteva nell’ottenere una superficie perfettamente liscia. La Bruschi ha collaborato con i designer di KitchenAid per realizzare un design elegante, con il minor numero di lavorazioni e operazioni di assemblaggio possibile. Attraverso un’analisi approfondita delle tolleranze e delle geometrie in posizioni di accoppiamento, tutte le otto parti sono state fuse senza ulteriore bisogno di operazioni di lavorazione. Uno studio sugli angoli di sformo dei componenti che si devono accoppiare ha consentito di evitare ulteriori operazioni nel processo di assemblaggio. In questo modo è stato possibile garantire la continuità estetica a cui miravano i designer di KitchenAid. Le tolleranze del pressofuso di 0.05 mm tra i fori di assemblaggio sono state raggiunte, senza bisogno di adattamento durante l’assemblaggio e di operazioni secondarie.

Inoltre, questa qualità puramente estetica ha condotto a due vantaggi funzionali:

• la lavorazione ridotta ha determinato una riduzione dei costi nella produzione di componenti
• il controllo della compatibilità dei pezzi è diventato più rapido, poiché consente di riconoscere istantaneamente getti difettosi

Planarità della superficie

L’ultima sfida riguardava la planarità della superficie. Le difficoltà del progetto sono state superate attraverso la stretta collaborazione tra la Bruschi e i tecnici di KitchenAid. Definire insieme le criticità ha permesso di gestirle al meglio sin dalla fase iniziale di design, evitando errori nella prototipazione e riducendo gli scarti.

Al fine di ottenere la qualità superficiale richiesta la struttura interna del pressofuso avrebbe dovuto essere eccellente e senza porosità. Questo perché durante il processo di verniciatura a polvere i pressofusi sono scaldati fino a 200°C. Inoltre, gli estrattori e i punti di iniezione avrebbero dovuto essere posizionati nella parte interna del componente per evitare di lasciare tracce sulla superficie esterna.

Per questa ragione, la giusta posizione dei punti di iniezione e degli sfoghi è stata progettata con MAGMASOFT. L’utilizzo di un software di simulazione per determinare il posizionamento degli estrattori e dei punti di iniezione ha assicurato il corretto riempimento senza lasciare alcun segno sulla superficie, evitando così inclusioni d’aria e porosità indesiderate.

Per ridurre ulteriormente il rischio di inclusioni d’aria, la Bruschi ha adottato il metodo di pressofusione sottovuoto. L’utilizzo della valvola del vuoto permette la produzione di pressofusi senza problemi di creazione di bolle, determinando un tasso di scarto vicino allo zero.

Tutti questi sforzi hanno portato a risultati altamente soddisfacenti. Alla fine della cottura termica la planarità della superficie rientrava ancora in una tolleranza di 0.3 mm. Un notevole risultato, che è ulteriormente valorizzato dalla lucentezza della verniciatura finale in un rosso brillante.

L’approvazione di KitchenAid

Alla fine della collaborazione con la Bruschi, Darrin Keiser – Kitchen Aid Small Appliances Global Senior Quality Manager – era soddisfatto e impressionato dal risultato. Keiser ha affermato:

“La mia esperienza con la Bruschi è stata un percorso molto gratificante. Fin dai primi giorni del progetto, durante i quali si doveva procedere alla selezione di un fornitore con dipendenti, metodi e processi di produzione altamente competenti e performanti, per me era chiaro che la Bruschi sarebbe stata una scelta vincente. Il suo team è dedito alla prospettiva di alta qualità alla quale è associato il nostro brand”.

Se desideri essere aggiornato sulle novità del mondo della pressofusione in lega di zinco, iscriviti al nostro blog compilando il form sottostante.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Bellezza funzionale: il caso di Nespresso KitchenAid Artisan 5KES0503 appeared first on Bruschi.

Il peso delle componenti gioca un ruolo importante nella produzione di qualunque prodotto – basti pensare al risparmio in termini di costi di spedizione –  ma è nel settore automobilistico che si rivela determinante. Il peso delle automobili cala di anno in anno, nonostante l’aumento dei comfort a bordo: il peso medio di una berlina al giorno d’oggi è circa 1300 chilogrammi, contro gli oltre 2000 chili dei modelli di 30 anni fa. L’utilizzo di componenti più leggere permette infatti forti riduzioni del peso e quindi del consumo, oltre ad avere ripercussioni sul funzionamento di determinate parti, come ad esempio le portiere o i tettucci apribili.

Per questo è sempre più importante riuscire a progettare delle componenti che siano sì più leggere, ma comunque funzionali. In quest’ambito la collaborazione tra fornitore e produttore è fondamentale: questo processo collaborativo già nella fase di progettazione viene detto co-design. Il co-design permette di applicare le conoscenze tecniche del fornitore già in fase di progettazione, tramite studi preliminari e l’applicazione di tecniche consolidate per il miglioramento strutturale.

Vantaggi dell’alleggerimento mirato

Durante la fase di progettazione è spesso possibile individuare dei punti in cui lo spessore elevato causerebbe un inutile aumento del costo di produzione del pezzo: per questo è necessario procedere ad un’ottimizzazione delle forme attraverso l’uso di software di simulazione, che permette in alcuni casi una riduzione della massa fino al 30-40%.

Il metodo più efficace ed utilizzato per l’alleggerimento mirato è uno studio del prodotto e l’applicazione di nervature strategiche di rinforzo. Queste nervature dovranno essere progettate mantenendo le giuste proporzioni per evitare di sovraccaricare i punti di giunzione, in modo da resistere a sollecitazioni elevate e, attraverso l’uso di angoli arrotondati, assecondare le posizioni delle linee di sformatura permettendo così di creare pareti più sottili.

Oltre alla riduzione di peso, i vantaggi insiti nell’uso di pareti più sottili sono molteplici:

• Riduzione di porosità e depressioni:
  Nei pressofusi le pareti spesse tendono ad esser soggette ad una maggiore porosità, a causa della riduzione di volume data dal raffreddamento del materiale, che genera tensioni molecolari durante la fase di trasformazione conducendo il fluido verso la parte già solidificata, causando porosità interne caratteristiche per la loro forma irregolare e frastagliata;
• Scambio termico migliorato:
  Una maggiore area superficiale permette di ottenere raffreddamenti più rapidi e uno scambio termico più efficiente;
• Aumento della resistenza:
  In alcuni casi un cambio strutturale finalizzato ad un alleggerimento può anche portare ad un aumento della resistenza, grazie ad una più equa distribuzione delle forze;
• Riduzione dei costi di produzione;

Studio dell’alleggerimento tramite co-design: l’analisi FEM

Strumento fondamentale nella progettazione degli alleggerimenti strutturali è un software di analisi FEM (Finite Element Method), che permette di calcolare il comportamento strutturale di un sistema. In particolare, questo tipo di analisi viene utilizzata per simulare la resistenza di un oggetto posto sotto sforzo da un determinato carico in un determinato punto. Come per altre simulazioni, sarà necessario formare una mesh che identificherà i nodi, ovvero i punti di connessione, e gli elementi di carico  e fissaggio.

Nel posizionare i nodi sulla struttura bisogna assicurarsi che il loro numero sia sufficiente a descrivere la geometria del pezzo e che siano posti in corrispondenza di punti in cui sono applicati carichi concentrati o masse nodali. Inoltre è possibile collocare dei nodi in punti di cui si vogliono conoscere gli spostamenti e le sollecitazioni interne. Infine, è bene accertarsi che la mesh sia sufficientemente fitta per cogliere le variazioni di sforzo o di spostamento nelle regioni importanti ai fini dell’analisi.

Sarà quindi possibile simulare diversi tipi di forze:

• Forza rotante
• Forza di pressione
• Forza di carico
• Forza di trazione

In una situazione di co-design è quindi fondamentale che il cliente fornisca tutti i dettagli riguardanti l’uso del componente richiesto, soprattutto in termini di sforzi a cui esso viene sottoposto, temperature estreme o altre condizioni eccezionali di cui tenere conto. Attraverso questo procedimento si otterrà una mappatura delle zone sotto sforzo per ogni punto, permettendo quindi di identificare le aree di criticità, siano esse eccessivamente spesse o, al contrario, a rischio rottura.

Tecniche per la riduzione del peso

A seguito dell’identificazione delle zone problematiche, il designer può procedere attraverso la simulazione alla modifica della struttura. Per ovviare alla perdita di resistenza causata dall’assottigliamento delle pareti, saranno necessari altri interventi di rinforzo strutturale: è possibile ad esempio modificare i raccordi attraverso un ispessimento mirato degli angoli soggetti a fragilità, modificare l’inclinazione delle pareti per ottimizzare la distribuzione delle forze, applicare una croce di rinforzo oppure una nervatura a T. Altre volte è la riduzione di peso stessa a contribuire all’incremento della robustezza del pezzo, poiché le concavità prodotte possono generare una migliore distribuzione delle forze.

L’alleggerimento passa anche attraverso la scelta del materiale, più specificamente della lega che si decide di utilizzare. Solitamente si prediligono composti con una bassa densità, come la ZAMA 8, che contiene l’8,4% di alluminio risultando quindi più leggera, più resistente ed elastica rispetto alla ZAMA 5 che rimane tuttavia la più utilizzata, grazie anche alla sua elevata tolleranza delle precisioni e flessibilità nel processo produttivo.

In conclusione, l’alleggerimento mirato studiato tramite un’attività di co-design può portare diversi vantaggi sia di tipo economico che funzionale ai produttori, vantaggi di cui beneficiano anche gli utenti finali, migliorando l’esperienza d’uso e riducendo talvolta i costi di spedizione o – nel caso delle automobili – di mantenimento.

[gravityform id=”2″ title=”false” description=”false”]

The post Vantaggi del co-design: alleggerimento mirato appeared first on Bruschi.