Linea Guida: Incollaggio nel settore ferrovario Applicazioni del Processo d Incollaggio

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1 AICQ - Giornata di Studio e Dibattito del Settore Trasporto su Rotaia Linea Guida: Incollaggio nel settore ferrovario Applicazioni del Processo d Incollaggio 02/12/2015 Hitachi Rail Italy Structural Calculation, Materials & Technologies Pierluigi Montedoro Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved.

2 Contents 1.Put the chapter title here. 1.Tecnologie di Giunzione 2.Put the chapter title here. 2.Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione 3.Put the chapter title here. 3.Esempi applicativi Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 1

3 1.Tecnologie di Giunzione Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 2

4 1-1 Tecnologie di Giunzione Nell ambito di uno sviluppo tecnologico, che vede sempre più frequente l utilizzo combinato di materiali diversi (MultiMaterial Design), la tecnica dell incollaggio ha assunto, anche, in ambito ferroviario una notevole importanza e diffusione. Essa offre una serie di opportunità, che consentono ai progettisti di individuare soluzioni progettuali, che altrimenti, adottando, altre tecniche di giunzione sarebbero impossibili da realizzare o difficoltose da produrre. L incollaggio, in particolare, permette: a) di accoppiare materiali diversi senza che questi subiscano dei danneggiamenti; b) di eliminare la concentrazione di tensioni e quindi avere una distribuzione più uniforme delle sollecitazioni; c) di accoppiare parti con basso spessore; d) di recuperare tolleranze di accoppiamento e bilanciare movimenti relativi; e) di ottenere una buona planarità nell accoppiamento di superfici ampie; f) di evitare distorsioni delle parti a seguito dell accoppiamento Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 3

5 1-2 Tecnologie di Giunzione In tale contesto è da evidenziare anche la multifunzionalità, che è possibile ottenere con un giunto incollato. Essa si estrinseca nel soddisfacimento simultaneo di più funzioni come ad esempio: a) la protezione alla corrosione; b) lo smorzamento delle vibrazioni; c) la capacità di sigillare; d) l isolamento elettrico e).. L incollaggio, come ogni altra tecnica di giunzione, ha anche dei limiti che devono essere tenuti in giusta considerazione; essi possono essere sintetizzati nell elenco seguente: 1) Limitata resistenza alle alte temperature; 2) Stabilità a lungo termine (Invecchiamento) 3) Curing time (tempi di polimerizzazione) Nota: l incollaggio può essere utilizzato anche in combinazione con altre tecniche di giunzione (rivettatura, clinching) per dar luogo a giunzioni ibride. Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 4

6 2-1 Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione Progettazione La Linea Guida definita, in ambito AICQ, per l incollaggio nel settore ferroviario, nella sua parte 3, fornisce una serie di raccomandazioni, per un corretto approccio alla progettazione di un giunto incollato. Tali indicazioni sono ispirate ai concetti, espressi dalla norma tedesca DIN (Draft). In tale contesto e in estrema sintesi il processo di progettazione può essere rappresentato con lo schema di flusso di seguito riportato: Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 5

7 2-2 Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione Progettazione In relazione allo schema precedente si rimarcano i focal point seguenti: Concezione del giunto: in questa fase è indispensabile: a) individuare tutti i requisiti a cui deve sottostare il giunto e quella che è la sua funzione; b) attribuire la classe di criticità del giunto a seguito di un analisi di sicurezza e affidabilità c) verificare se la tecnica dell incollaggio è quella più idonea, tra quelle disponibili, per realizzare la giunzione sulla base delle indicazioni di cui ai punti a) e b) d) verificare la fattibilità del giunto; Selezione dell adesivo: in questa fase è indispensabile: a) conoscere quelle che sono le prestazioni dell adesivo, in relazione, anche, ai substrati che devono essere uniti allo scopo d individuare quelle che sono le sollecitazioni ammissibili; b) il supporto da parte dei tecnici qualificati messi a disposizione dai vari fornitori di adesivi per una selezione mirata all interno della propria gamma di prodotti; c) una scelta attenta del tipo di trattamento superficiale che dovranno subire i substrati Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 6

8 2-3 Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione Progettazione Nota: a differenza di altre tecniche di giunzione, come ad esempio la saldatura, non vi sono normative, emesse da enti di unificazione, che riportano valori ammissibili ai quali fare riferimento per una verifica di progetto. Nell ambito delle giunzioni incollate, questi dati possono essere messi a disposizione dai fornitori degli adesivi oppure possono far parte del know how di quelle aziende che hanno svolto un lavoro di qualifica in partnership con uno di questi. Importante: la Linea Guida evidenzia, in particolar modo nella parte 2, un aspetto, che deve essere tenuto in estrema considerazione, ossia il processo di progettazione dei giunti incollati, ai quali siano state attribuite classi di criticità elevate, deve essere supervisionato e approvato da persone con competenza specifica e opportunamente formate, in maniera tale da avere la piena consapevolezza su ciò che si sta facendo, così come del resto avviene nell ambito del processo di saldatura. Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 7

9 2-4 Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione Fabbricazione La Linea Guida per l Incollaggio nella sua parte 4 fornisce le raccomandazioni alle quali attenersi per realizzare parti incollate. Quanto in essa riportato si ispira al codice tecnico DVS Nell ambito della fabbricazione i focal points possono essere sintetizzati nel seguente elenco: a) Pianificazione delle attività; b) Procedure d Incollaggio; c) Piano di Fabbricazione e Controllo; d) Ambiente di Lavoro e) Attrezzature ed Impianti f) Gestione dei materiali (si tratta di gestire materiali con scadenza) g) Sicurezza sul lavoro (si utilizzano prodotti chimici) Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 8

10 2-5 Processo d Incollaggio: Progettazione e Fabbricazione Fabbricazione La gestione di un processo di fabbricazione per la realizzazione di giunti incollati, pur dovendo garantire sempre il soddisfacimento di alcuni requisiti di base, dipende molto, in termini di complessità, dai fattori sottoelencati: a) Classe di criticità del giunto; b) Tipo di adesivo impiegato; c) Trattamenti superficiali; d) Geometria delle parti da incollare Risulta evidente, che realizzare un giunto di sigillatura per il quale si prevede solo una pulizia preliminare delle superfici, prima dell applicazione del sigillante, è assai più semplice che realizzare un incollaggio strutturale. Nota: nella fase di progettazione ed in particolare in quella di concezione del giunto è necessario valutare l impatto che comporta, la realizzazione di un giunto incollato, in termini di lay out aziendale e pianificazione delle attività. Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 9

11 3.Esempi Applicativi Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 10

12 3-1 Esempi Applicativi Nell ambito del progetto ETR1000 (Frecciarossa 1000), realizzato in partnership tra AnsaldoBreda (oggi HITACHI) e Bombardier, la tecnica dell incollaggio è stata utilizzata in maniera importante adottando i criteri sintetizzati nelle slides precedenti. In tale contesto e in considerazione del fatto, che il treno deve avere la possibilità di circolare sulla rete ferroviaria tedesca, lo stabilimento Hitachi Rail Italy di Pistoia, nel quale si costruiscono i veicoli, ha ottenuto, dall ente certificatore tedesco preposto,tc Kleben), la certificazione DIN Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 11

13 3-1 Esempi Applicativi Hitachi Rail Italy, S.p.A All rights reserved. 12