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.

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Come ottimizzare il processo produttivo

Il potenziamento del processo produttivo può essere sviluppato attraverso un piano d’azione ben definito, che tenga in considerazione la complessità di elementi che caratterizza il dipartimento di produzione. La produzione è infatti composta non solo da macchinari, ma anche da design di prodotto, tecnologie, operatori e attività di pianificazione, per citare alcuni dei componenti più importanti di questo articolato sistema. Per ottimizzare il processo produttivo risulta quindi necessario assumere una visione d’insieme di tutti questi elementi e delle loro variabili, allo scopo di implementare una strategia che sia funzionale su molteplici aspetti.

Di conseguenza, il primo step da compiere è la definizione degli strumenti e delle azioni di modifica che possono contribuire al miglioramento delle diverse fasi della produzione. In Bruschi il piano di potenziamento del processo produttivo è costituito da quattro elementi centrali:

• Automazione
• Simulazione
• Riduzione degli scarti
• Tempo ciclo

1. Automazione

L’introduzione in un sistema produttivo di macchine automatizzate dotate di tecnologie altamente innovative apporta rilevanti benefici in termini di lead time ridotto, abbattimento dei costi e conseguimento degli standard di qualità richiesti dai clienti. La sostituzione di lavorazioni manuali con sistemi automatizzati permette, infatti, di ottenere una maggiore velocità di processo, ottimizzando di conseguenza l’intero lead time. Inoltre, l’automazione comporta una probabilità di errore ridotta rispetto alla lavorazione di un pezzo da parte dell’operatore.

Questo si traduce in una significativa riduzione dei costi di produzione, che è ulteriormente incrementata grazie al risparmio di energia e materiali che l’automazione apporta. L’inserimento di macchine automatizzate nel dipartimento di produzione genera anche un ulteriore vantaggio, che permette di ottimizzare anche il controllo qualità. Infatti, gli operatori che precedentemente eseguivano operazioni manuali sul componente possono, grazie all’automazione, occuparsi di altre attività aventi un maggior valore aggiunto, come il controllo qualità.

Un progetto di ottimizzazione del processo produttivo di un particolare componente, prodotta per un cliente del settore dei piccoli elettrodomestici, ha ottenuto eccellenti risultati in termini di aumento della produttività e riduzione delle attività manuali svolte dagli operatori. Il progetto di ottimizzazione è stato sviluppato per risolvere una situazione di disallineamento di capacità produttiva e richieste del cliente. Attraverso l’introduzione di sistemi automatizzati è stato possibile ridurre questo gap, ottenendo un tempo ciclo ottimizzato. Queste modifiche al processo produttivo hanno apportato benefici significativi: l’aumento del 33% della capacità produttiva e la riduzione delle attività manuali svolte dagli operatori per una percentuale superiore al -95%.

2. Simulazione

La simulazione del processo di pressofusione rappresenta un altro elemento che può contribuire al raggiungimento di un processo produttivo più efficace: grazie infatti all’utilizzo di software di simulazione gli ingegneri possono prevedere le reazioni del materiale all’interno dello stampo. Questo processo è possibile grazie ad un’analisi termo-fluidodinamica dello stampo, nota come CFD simulation (Computational Fluid Dynamics), che permette di localizzare preventivamente potenziali difetti, come porosità, giunzioni fredde e presenza d’aria nel pressofuso.

La fase di simulazione si dimostra quindi particolarmente utile per ottenere una geometria dello stampo ottimizzata prima di iniziare con il processo di produzione. Durante questa fase è infatti possibile selezionare i migliori parametri da applicare per la forma dello stampo, in modo da evitare anticipatamente difetti sul pezzo e di conseguenza ridurre i costi di produzione e lavorazioni meccaniche aggiuntive.

Se desideri informazioni più dettagliate sulla simulazione, ecco altri post sull’argomento:

• I vantaggi della simulazione HPDC nella pressofusione
• Simulazione per pressofusione: qualità superficiale nel settore automobilistico
• Simulazione per pressofusione: conservazione dello stampo e ottimizzazione dei parametri
• Simulazione per pressofusione: studio della porosità da ritiro

3. Riduzione degli scarti

Una progressiva riduzione degli scarti di lavorazione può essere ottenuta attraverso un’accurata pianificazione dell’intero processo produttivo. Innanzitutto è necessaria un’analisi del prodotto e del processo che si concentri sulle cause dello scarto. Per identificare queste cause gli ingegneri devono servirsi di software di simulazione per prevedere tutte le fasi della produzione, dal design ai trattamenti di finitura. La simulazione si dimostra nuovamente uno strumento indispensabile per l’ottimizzazione dei processi produttivi di pressofusione di zinco, poiché permette di evitare difetti e di controllare proprietà tecniche prima di iniziare con la produzione del pezzo, generando così una consistente riduzione dei costi e del lead time. Una volta individuate le principali cause dello scarto si procede alla definizione delle possibili soluzioni da applicare, localizzando i passaggi di maggior rilevanza nel processo produttivo e monitorandoli costantemente.

Per ulteriori informazioni sulla riduzione degli scarti clicca sul post qui sotto:

• Simulazione per pressofusione: studio per la riduzione degli scarti

4. Tempo ciclo

L’espressione tempo ciclo definisce il periodo di tempo richiesto per sviluppare la produzione di un componente. Il tempo ciclo rappresenta una variabile centrale nella produzione di un componente perché un tempo ciclo ridotto si traduce in un ridotto lead time, cioè il periodo di tempo necessario per soddisfare la richiesta di un cliente in termini di offerta. Un lead time ottimizzato genera incremento nella soddisfazione del cliente, poiché permette al fornitore di rispettare le deadline e gli standard ricercati dal cliente. Di conseguenza, per garantire un servizio rapido ed efficiente tempo ciclo e lead time devono essere ottimizzati il più possibile. Il tempo ciclo può essere ridotto prestando attenzione a diversi aspetti del processo produttivo, in particolare alla fase di simulazione e ai sistemi tecnologici del dipartimento di produzione. Innanzitutto, come precedentemente illustrato, è importante simulare le fasi di produzione e definire i parametri più adeguati da applicare per il processo di produzione. In questo modo possibili difetti sul pressofuso possono essere evitati sin dall’inizio e, di conseguenza, sarà possibile eliminare ulteriori operazioni meccaniche. Un altro elemento centrale per la riduzione del tempo ciclo è il sistema tecnologico della fonderia, il cui livello di innovazione tecnologica può apportare notevoli riduzioni nei tempi di produzione. Infatti, macchinari automatizzati permettono di ottenere tempi ciclo più rapidi e operazioni più accurate, variabili che risultano discriminanti nel raggiungimento delle performance ricercate dai clienti. Inoltre, controlli periodici dei macchinari aiutano a comprendere come il tempo ciclo può essere ulteriormente migliorato.

Per informazioni dettagliate sul tempo ciclo clicca sul post qui sotto:

• Riduzione dei costi tramite l’ottimizzazione del tempo ciclo

Perché ottimizzare il processo produttivo è fondamentale per un business

L’ottimizzazione del processo produttivo è un elemento decisivo nella gestione di un business perché consente di ridurre i costi di produzione e di ottenere un processo produttivo più rapido. Al fine di conseguire questi benefici è quindi necessario introdurre nel proprio sistema di produzione tecnologie automatizzate e software di simulazione, e ottimizzare la riduzione degli scarti e il tempo ciclo. Con la definizione di un preciso piano di ottimizzazione il lead time potrà essere ridotto e di conseguenza si potrà assistere a un incremento della soddisfazione del cliente.
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