Luigi Lazzari Dario Valenzano

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Giorgina Rostagno
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1 Luigi Lazzari Dario Valenzano L alluminio e la finitura superficiale: Un approccio integrato tra chimica e impianti La fornitura e la gestione degli impianti per il trattamento superficiale dell alluminio Le problematiche tecnologiche, i prodotti e le aspettative degli utilizzatori 1

2 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Compiti fondamentali: Eliminare le sostanze incompatibili con la successiva verniciatura 2 Rivestire le superfici con uno strato di conversione (diminuendo l attaccabilità da agenti atmosferici o chimici) Promuovere l adesione degli strati successivi. Il «sistema» automobile è unico nella sua complessità. Esso richiede: -Il massimo in termine di performances (anticorrosione e appearance cioè assenza di difetti visibili) -Trattamento omogeneo in ogni parte della scocca. Questo rimane valido anche quando il substrato di partenza è differente Raggiungere gli obbiettivi sopra esposti solo per l Allumini, tecnologicamente è piuttosto semplice ma bisogna tenere presente alcuni Drivers fondamentali:

L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Performances 3 Uso a cui è destinato il manufatto Ambiente Tipo di alluminio e/o sue leghe

3 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Performances 3 Uso a cui è destinato il manufatto Ambiente Tipo di alluminio e/o sue leghe Riduzione dei materiali inquinanti e/o pericolosi Riduzione degli scarichi Riduzione energia Costi Riduzione degli investimenti Riduzione dei running costs

4 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Fosfatazione tricationica e alternative Il sistema più utilizzato per il trattamento contemporaneo delle leghe di Alluminio con substrati di altra natura ( Zn e Fe) è la Fosfatazione Tricationica. 4 Il limite di questa tecnologia è legato alla sua impossibilità a trattare manufatti in cui l Alluminio superi il 30% dell ammontare totale dei prodotti lavorati Sono stati proposti in passato alcune valide soluzioni. Indubbiamente il più valido e noto è il caso NUPAL introdotto presso le linee della Ferrari Prodotto polimerico, contenente gruppi funzionali fosfatici, in soluzione acquosa Esente da cromo e da metalli pesanti Non produce fanghi Gli effluenti non necessitano di trattamento specifico Produce un film continuo (spessori 0,1 micron)

5 Il caso NUPAL in Ferrari 1998: Inizio collaborazione PPG/Ferrari (test su ciclo Nupal ) 1999: Produzione della prima scocca F360 Modena (100% Al) 5 Attualmente in uso due processi : Pretrattamento organico per la F360 Modena Fosfatazione tricationica tradizionale per le scocche con substrati misti Sgrassaggio T = C Lavaggio T = ambiente Attivazione acida T = C Lavaggio con acqua demi T = ambiente Lavaggio con acqua demi di ricircolo T = ambiente Nupal 435 T = ambiente

Europa per cui i sali di Ni sono stati riqualificati come cancerogeni

6 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Le ragioni del cambiamento Nel 2010, sono intervenute delle nuove regolamentazioni in Europa per cui i sali di Ni sono stati riqualificati come cancerogeni (CMR 1) 6 L etichettatura dei prodotti è stata variata ( Teschio & Croce, R49 )

7 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Sostituzione della tecnologia tricationica 1 Scopo Del Progetto Pretrattamento a ridotto impatto ambientale Esente da metalli pesanti Costo funzione ridotto Layout ridotto 3 Tecnologia Usata 2 Obiettivi Prestazione uguali o migliori rispetto al ciclo attuale Migliore processabilita dell alluminio Processo semplificato Compatibile con attuali e futuri prodotti cataforetici Uso possibile in linee attuali 7 Nuovo sistema a base di Sali di Zirconio. F F F Zr F 4+ F F F F Zr F 4+ F F

8 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Zircobond Zinc Phosphate Process 8 2 x Cleane r Rinse Conditioner Zn Phosphate Rinse Post Rinse DI Rinse Zircobond Pretreatment 2 x Cleaner Rinse ZrOx Coating Rinse DI Rinse

9 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Zircobond 9 9 stadi Phosphate Line T processo : 50 C Necessità energica agitazione Tempo processo sec Filtro pressa più filtro lamellare Trattamento acque in grado di trattare metalli peasanti 7 stadi Zircobond Line T Processo : T ambiente Necessità bassa agitazione Tempo processo > 60 sec Sufficenti Filtri a sacco Trattamento acque adatto per trattare bassi volumi

10 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Zircobond Decisa diminuzione dei costi nel processo contemporanei ad indubbi vantaggi ambientali 10 Capacità di trattare substrati multi-metal con alto contenuto di Alluminio Bassi costi di investimento relativamente alle line tradizionali con pretrattamento tricationico

11 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Zircobond Più di 2.0MM di veicoli prodotti in Europa ed in Nord America con PPG Zircobond 11 Esperienze su linee OEM : GM NA: 4 lines start in 2008, passenger cars Ford NA: 1 line since 2009, passenger cars PSA Mangualde since 9/2009, vans Freightliner: 2 lines since 2010 truck cabins PSA Sevel Nord since 1/2011, vans IVECO Madrid 8/2011, truck cabins SMART Hambach 8/2011, passenger cars

12 L evoluzione del trattamento superficiale dell Alluminio Zircobond 12

13 L evoluzione degli impianti: Germany, Ingolstadt Brazil, Porto Real China, Changshu

L evoluzione degli impianti: 2003 @ AUDI

14 L evoluzione degli impianti: AUDI Ingolstadt 14 Processo: Fosfatazione tri-cationica Produzione: 2 x 50 JPH Sistema trasporto: RoDip Materiale: 80% GS + 20% Al

15 L evoluzione degli impianti: AUDI Ingolstadt 15 Fanghi prodotti: 2 x 15 kg/h Impianti ausiliari: Separazione metalli pesanti (Nickelfaellung)

16 L evoluzione degli impianti: PSA Brasil 16 Processo: Conversione metallica Produzione: 25 JPH Sistema trasporto: J-Flex Materiale: GS + Al

17 L evoluzione degli impianti: PSA Brazil 17 Fanghi prodotti: 0 kg/h Impianti ausiliari: Separazione metalli pesanti (Nickelfaellung)

L evoluzione degli impianti: 2013 @ QOROS China 18 Processo: Conversione

18 L evoluzione degli impianti: QOROS China 18 Processo: Conversione metallica Produzione: 40 JPH Sistema trasporto: J-Flex Materiale: GS + Al

19 L evoluzione degli impianti: QOROS China 19 Fanghi prodotti: 0 kg/h Impianti ausiliari: Separazione metalli pesanti (Nickelfaellung)

L importanza dei sistemi di trasporto Drenaggi ottimizzati Flessibilità Volumi vasche ridotti Ingombri ridotti 20 CONSUMPTION HANDLING SYSTEM PENDULUM POWER & FREE J-FLEX HANDLING SYSTEM PENDULUM

625992,28 559288,89 /body 2,88 2,81 2,51 WATER /year 92251,77 92534,80 89616,72 /body 0,41 0,42 0,40 INDUSTRIAL CHEMICAL PRODUCTS /year 8571482,78 8523066,18 8432412,41 /body 38,51 38,29 37,88

20 L importanza dei sistemi di trasporto Drenaggi ottimizzati Flessibilità Volumi vasche ridotti Ingombri ridotti 20 CONSUMPTION HANDLING SYSTEM PENDULUM POWER & FREE J-FLEX HANDLING SYSTEM PENDULUM POWER & FREE J-FLEX ELECTRIC ENERGY /year , , ,06 /body 4,57 4,43 4,01 THERMAL ENERGY /year , , ,89 /body 2,88 2,81 2,51 HEATING COOLING /year , , ,89 /body 2,88 2,81 2,51 WATER /year 92251, , ,72 /body 0,41 0,42 0,40 INDUSTRIAL CHEMICAL PRODUCTS /year , , ,41 /body 38,51 38,29 37,88 WASTE /year 88736, , ,64 /body 0,40 0,40 0,38 LIQUIDS TOT /year , , ,10 /body 50,57 50,09 48,62 % 100,00 99,05 96,14 100,00 99,05 96,14 SAVING 0,95 3,86 0,95 3,86

21 La fornitura e la gestione degli impianti per il trattamento superficiale dell alluminio: le problematiche tecnologiche, i prodotti e le aspettative degli utilizzatori GEICO S.p.A. llazzari@geico-spa.com PPG Sales& Services Dario.valenzano valenzano@ppg.com 21

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