LASER Speciale ttaglio A qualcuno piacecaldo di Roberto Catania Buona parte dei componenti strutturali delle scocche automobilistiche è realizzata tramite stampaggio a caldo. Su questi elementi le operazioni di scontornatura e foratura possono essere un problema, quando si opera con tempi ciclo ridotti. Prima Industrie ci spiega come fare del laser uno strumento dalla precisione chirurgica Negli ultimi anni il tema della sicurezza è diventato il primo punto all ordine del giorno dell agenda dell industria automobilistica. Gli sforzi delle case (europee e non) si sono concentrati soprattutto sulle tecnologie utili per rinforzare le parti strutturali degli abitacoli, dai montanti alle barre anti-intrusione, dai rinforzi del tetto ai brancardi. Se fino a qualche anno fa l obiettivo veniva perseguito attraverso la saldatura di strati doppi di materiale, l avvento dello stampaggio a caldo ha permesso di ottenere risultati di pari rigidità senza aumentare il peso delle vetture (e dunque il consumo di carburante). Decisivo, in questo contesto, l apporto fornito dal laser, l unico attrezzo in grado di operare su materiali di questa rigidità. Prima Industrie, autentica pioniera del settore, ci spiega cos è cambiato nelle necessità dei produttori (e dei job shop) negli ultimi anni e qual è lo stato dell arte delle macchine 3D per la scontornatura e la foratura dei particolari. Stampati in sicurezza. Partiamo da un dato di fatto: dalle prime applicazioni sviluppate verso la metà degli anni 90 per le case automobilistiche scandinave (Volvo e Saab), il processo di stampaggio a caldo si è ormai diffuso a macchia d olio. Chiarisce a RMO Emilio Maio, automotive market manager di Prima Industrie: Se quindici anni fa i cosiddetti particolari alto-resistenziali erano una prerogativa dei prototipi e delle vetture di fascia alta, oggi il processo coinvolge anche le vetture di fascia media e bassa. Gli indubbi vantaggi di que- 90
sta tecnologia hanno convinto buona parte dei produttori di auto a utilizzare questo tipo di lavorazione anche su modelli di larga serie, e la Fiat 500, i cui montanti sono realizzati proprio con questa tecnica, ne è l esempio più concreto. Si parte da una lamiera in acciaio tagliata secondo la forma da imbutire, portata a una temperatura di 900 gradi e quindi raffreddata in pressa fino a 30 gradi. Questa rapida escursione termica conferisce al materiale una nuova struttura molecolare interna, decisamente più rigida rispetto a quella di partenza. Il materiale stampato a caldo chiarisce Maio - può garantire la stessa rigidità della combinazione di due lastre saldate assieme. Basta una superficie di meno di 2 millimetri di spessore per avere un montante che abbia la stessa rigidità e la stessa sicurezza di una soluzione composta da due lastre saldate dallo spessore complessivo di 4 millimetri. Oltre a una riduzione di peso, ciò comporta anche l eliminazione di un operazione, ovvero la saldatura di un particolare su uno preesistente. Il tutto senza pregiudicare la sicurezza dell abitacolo. Ma come si può lavorare un materiale dalla struttura così resistente? Il laser è l unico mezzo, ci spiega il responsabile, ed è proprio su questo fronte che Prima Industrie ha concentrato i suoi sforzi attrezzando un offerta di macchine tridimensionali per le operazioni di scontornatura e foratura di fine linea. Più di 120 le unità installate direttamente (o indirettamente tramite job shop) Emilio Maio, automotive market manager di Prima Industrie. Ambiente produttivo con macchine laser Prima Industrie. dalla società torinese presso i principali costruttori automobilistici (Gruppo Volkswagen, Fiat, Porsche, Opel, Jaguar, Mercedes, Ford, BMW, Volvo solo per citare i principali). Di queste, più della metà sono state consegnate negli ultimi due anni e mezzo. Un dato che ci fa capire come sono cambiate rapidamente le necessità dei clienti in questo settore. Dal prototipo alla grande serie. In un panorama che si evolve rapidamente, anche i produttori come Prima Industrie hanno dovuto gioco forza cambiare i propri criteri costruttivi: Oggi si richiede al fornitore della macchina l assillo della tempistica, altra cosa è invece lavorare un numero definito di pezzi giornalieri per rispondere ai volumi delle produzioni in grandi serie. Rispetto alle prime applicazioni sviluppate a metà degli anni 90, di fatto, le attuali soluzioni laser per le lavorazioni dei particolari stampati a caldo lavorano normalmente su tre turni, 7 giorni alla settimana, arrivando a coprire a fine anno cicli da oltre 7-8000 ore di lavoro all anno. L industria automobilistica ha ridotto al minimo il numero di prototipi, grazie anche al supporto dei software; oggi chi compra una macchina Prima Industrie lo fa principalmente per lavorare particolari destinati alle vetture di serie. Ciò significa lavorare su tempi ciclo tre volte inferiori, con dinamiche completamente differenti, una maggiore velocità degli assi, una molto più rapida risposta ai comandi del controllo e, in alcuni casi, una maggiore potenza del generatore laser. Ma significa anche coordinare le operazioni di taglio e foratura con i tempi dettati dalla cadenza della pressa. Precisione e velocità. Le lavorazioni laser vengono eseguite tramite macchine split, con possibilità di carico scarico alternato nelle 2 semicabine, oppure attraverso macchine a tavola girevole. La scelta non è legata tanto alla velocità sul ciclo ma alle necessità dei singoli clienti in termini di spazio: chi opta per una tavola girevole 91
LASER Speciale ttaglio Un elemento di un autovettura lavorato con il laser. Rapido (Prima Industrie): sistema laser per lavorazioni tridimensionali. di programmi di manutenzione da seguire in maniera scrupolosa, così da migliorare resa e durata dei componenti (si pensi ad esempio alla pulizia delle ottiche). concede all operatore la possibilità di effettuare le operazioni di carico e scarico nella semitavola esterna, lasciando quella interna per le lavorazioni. In termini di precisione, sottolinea Prima Industrie, non sono ammessi sconti: Chi si trova a lavorare particolari stampati a caldo per l industria automobilistica sa bene che non ha un grosso margine di errore, sia per l importanza dei particolari trattati sia per i requisiti tassativi imposti dalle case. Con un campo di lavoro di 4080 x 1530 x 765 mm (XYZ), con una testa di taglio compatta e un altissima dinamica, le macchine Prima Industrie affrontano le operazioni di post stampaggio con tolleranze nell ordine dei 3 centesimi. Va da sé che esistono limiti oggettivi legati al lavoro dell operatore per cui una riduzione eccessiva dei tempi di taglio potrà essere assecondata solo da un carico/scarico condotto tramite un robot. Se la precisione rappresenta il primo requisito delle lavorazioni laser di questo tipo, la velocità non è da meno. I due aspetti sono strettamente connessi - conferma Maio - il difficile sta nel trovare il giusto compromesso. È il cliente a dirci cosa fare: per determinati tratti nel quale il fattore qualitativo conta relativamente si può aumentare la velocità e magari decidere di rallentare laddove la presenza di un particolare imperfetto potrebbe compromettere le lavorazioni successive, ad esempio la verniciatura e la saldatura. In quest ottica il lavoro di Prima Industrie si è concentrato sulle configurazioni necessarie per stabilire la migliore parametrizzazione in relazione ai tempi ciclo richiesti dal cliente. Ciò finisce inevitabilmente per ripercuotersi sull attività di assistenza tecnica e post-vendita: macchine così sollecitate necessitano di interventi molto rapidi e specifici e Tutto fatto in casa. Come da tradizione aziendale, anche per le macchine 3D per le lavorazioni dei particolari stampati a caldo tutti i componenti principali sono realizzati dalle unità che fanno capo a Prima Industrie. Non solo la struttura, dunque, ma anche controllo e testa sono sviluppati internamente al Gruppo. Si tratta di unità specializzate in grado di garantire una maggiore integrazione e una riduzione delle configurazioni. A differenza dei controlli multi-purpose, queste unità sono infatti studiate ad hoc per ogni macchina Prima Industrie, e recepiscono tutti gli aggiornamenti in termini di It. Le attività di sviluppo sono estese a tutte le parti della macchina, comprese quelle che impattano sul footprint e sugli ingombri negli stabilimenti (Prima Industrie sta lavorando anche sul profilo ecologico delle proprie soluzioni, puntando a limitare i consumi energetici attraverso ad esempio sorgenti alternative al laser tradizionale). È un discorso che coinvolge ogni singolo componente - precisa Maio - ogni upgrade della macchina viene analizzato a cascata su tutti i componenti che la costituiscono; così, ad esempio, si procede a sincronizzare la velocità e la precisione delle lavorazioni con il sistema di carico scarico, o si potenzia un laser se parallelamente è stata progettata una struttura in grado di supportarlo. È un prodotto chiavi in mano - conclude il responsabile - che può essere corredato anche con gli attrezzi di contenimento dei pezzi da lavorare. Anche questo, in fondo, significa servire il mercato. Senza contare ciò che significa per i clienti avere un unico interlocutore per tutte le problematiche tecniche riferite all impianto fornito. READERSERVICE@FIERAMILANOEDITORE.IT - PRIMA INDUSTRIE N.63 92