L'efficienza energetica nell'industria viene affrontata di solito dal punto di vista degli azionamenti, dei sistemi ad aria compressa o del recupero di calore. Il processo di serraggio raramente entra in questa conversazione. Eppure ogni pezzo rilavorato o scartato contiene già energia consumata: energia investita in materiali, lavorazioni meccaniche, trasporto, climatizzazione degli impianti e funzionamento dei macchinari. Ridurre gli scarti e le rilavorazioni fa risparmiare energia senza dover modificare alcun sistema.
Il potenziale di risparmio dell'industria: dove risiede davvero
Secondo uno studio della Hochschule Niederrhein, commissionato da Deutsche Umwelthilfe, Umweltinstitut München e Bellona, il potenziale di risparmio energetico economicamente sostenibile nell'industria tedesca ammonta a circa il 40 per cento della domanda finale di energia. Ciò si traduce in un potenziale di risparmio finanziario di [1]. Lo studio sottolinea esplicitamente che le tecnologie necessarie sono già disponibili sul mercato, senza che sia necessario ridurre la produzione.
Il dibattito tende a concentrarsi sul calore di processo, sui motori e sull'aria compressa. Questo approccio è giustificato: queste aree concentrano la maggior parte del consumo energetico industriale. Ma [2] risiede nella qualità stessa del processo. Ogni unità che non attraversa correttamente il ciclo produttivo al primo passaggio blocca energia già spesa e impone un consumo aggiuntivo attraverso la rilavorazione o lo smaltimento.
L'energia non viene consumata solo durante il funzionamento continuo di un sistema. È anche incorporata in ogni componente che è già stato lavorato, trasportato e assemblato. Gli scarti e le rilavorazioni distruggono questa energia incorporata, senza nulla da mostrare in cambio.
Ogni difetto diventa più costoso quanto più tardi viene rilevato
Ad ogni fase di produzione in cui un difetto viene scoperto più tardi, i costi si moltiplicano per un fattore dieci. Non si tratta di un dato teorico, bensì di una regola empirica ben consolidata nella produzione in serie; [3] descrive questa relazione nel contesto del montaggio di serraggio. Un difetto rilevato sulla linea di montaggio costa una frazione di quanto genera un'azione di richiamo sul campo dopo la consegna.
Per il bilancio energetico questo significa: più avanzato è il punto in cui si trova un pezzo difettoso nel processo, maggiore è l'energia già investita in esso e maggiore sarà l'energia aggiuntiva necessaria per la rilavorazione o lo smaltimento. La rilavorazione "salva" ciò che altrimenti sarebbe scarto: i pezzi difettosi vengono trasformati in pezzi accettabili mediante un nuovo apporto di risorse. Questo meccanismo è [4] ampiamente documentato.
Ridurre il tasso di scarto anche solo di un punto percentuale può già rappresentare risparmi annui a sei cifre per un'azienda manifatturiera di medie dimensioni. Questo vale per i costi di materiale e manodopera, e allo stesso modo per il consumo energetico associato. ([5])
Il processo di serraggio come leva di qualità sottovalutata
I giunti filettati sono il metodo di fissaggio smontabile più diffuso nell'industria. [6] sottolinea: Nei processi di serraggio in condizioni di produzione in serie, numerose variabili possono impedire che il montaggio venga eseguito in modo affidabile dal punto di vista del processo. I coefficienti di attrito, il comportamento di assestamento, lo stato dell'utensile, la geometria del pezzo e l'errore dell'operatore agiscono simultaneamente sul risultato.
Le conseguenze dei giunti filettati difettosi sono significative: i collegamenti allentati o serrati in modo errato figurano tra le cause più frequenti di reclami in garanzia e richiami di prodotto nella produzione in serie, con i relativi costi di riparazione e logistica. Non sono soltanto costi: rappresentano dispendi di energia e risorse del tutto evitabili.
Le cause radice spesso non risiedono nel pezzo stesso, bensì nell'utensile e nel processo. [8] lo afferma chiaramente: Un'operazione di serraggio può essere eseguita in modo affidabile dal punto di vista del processo solo quando si utilizzano strumenti di coppia ad alta precisione e l'utensile è ottimalmente adattato all'applicazione. Scegliere l'utensile sbagliato per un'applicazione è una delle cause più frequenti di un serraggio inadeguato e, di conseguenza, di rilavorazione.
Misurare l'affidabilità del processo prima che si verifichino gli scarti
La norma VDI/VDE 2645 Parte 3 introduce, per la prima volta, una procedura standardizzata per [6]. Il suo obiettivo è valutare e documentare la capacità qualitativa di un processo di serraggio in condizioni reali di produzione in serie. Conoscere il proprio processo consente di intervenire in modo proattivo, prima che vengano prodotti pezzi difettosi.
È qui che entra in gioco il Q-CHECK®, strumento di QA e audit di GWK. È stato sviluppato specificamente per le misurazioni di coppia residua negli studi di capacità di processo conformi alla VDI/VDE 2645-3. Con un campo di misura da 3 a 1.000 Nm, copre un ampio spettro di applicazioni di serraggio industriale. I risultati sono completamente documentati e disponibili per audit e registrazioni di qualità.
Il QUANTEC MCS®, strumento di analisi con misurazione dell'angolo di rotazione senza punto di riferimento fisso, va un passo oltre: consente l'analisi completa dei giunti filettati sia in fase di sviluppo sia nel controllo qualità. La curva coppia-angolo mostra se un giunto ha effettivamente raggiunto la forza di precarico richiesta, non solo se è stato raggiunto un determinato valore di coppia. Questa è la differenza tra una misurazione che suggerisce fiducia e una che la dimostra davvero.
Dalla misurazione al miglioramento del processo: un percorso strutturato
L'affidabilità del processo nel serraggio non è un progetto una tantum, bensì un ciclo di controllo continuo. La seguente struttura ha dimostrato la propria efficacia nella pratica:
Classificate tutti i giunti filettati secondo VDI/VDE 2862 nelle categorie A (critici per la sicurezza), B (critici per la funzione) e C (non critici). Solo allora sarà possibile orientare in modo efficace lo sforzo di ispezione.
Eseguite uno studio di capacità della macchina conforme a VDI/VDE 2645-2. Solo gli strumenti idonei offrono risultati riproducibili. La calibrazione periodica accreditata DAkkS garantisce l'accuratezza della misurazione.
Eseguite uno studio di capacità del processo conforme a VDI/VDE 2645-3 utilizzando lo strumento Q-CHECK®. Le misurazioni della coppia residua rivelano se il processo di avvitatura è stabile e idoneo nelle condizioni di produzione in serie.
Valutate le curve coppia-angolo con lo strumento di analisi QUANTEC MCS®. Anomalie come perdite di assestamento, variazioni del coefficiente di attrito o deriva dello strumento diventano visibili prima che causino scarti.
Archiviate i dati di misurazione con QuanLab Pro® o EasyWin®. Una documentazione esaustiva è la base per audit, tracciabilità e miglioramento continuo.
Gli strumenti modulari riducono anche il consumo di risorse in esercizio
L'efficienza energetica nel montaggio non si esaurisce con il tasso di scarto. Conta anche l'impronta di risorse degli strumenti stessi. L'OPERATOR®, strumento di produzione di GWK, incorpora un sistema modulare a quadro intercambiabile: i singoli componenti possono essere sostituiti separatamente, senza necessità di sostituire l'intero strumento. Questo riduce i costi di assistenza e il consumo di materiali lungo l'intero ciclo di vita del prodotto.
Per le aziende che necessitano di strumenti solo temporaneamente - per progetti speciali, fasi di costruzione di prototipi o picchi di capacità - GWK offre ToolRent®, un modello di noleggio di strumenti calibrati. Noleggio settimanale, mensile o annuale, con spedizione in tutto il mondo: questo evita l'investimento di capitale in strumenti di uso occasionale e mantiene basso l'impegno di risorse.
Conclusione: l'affidabilità del processo è efficienza delle risorse
Il legame tra il processo di serraggio e l'efficienza energetica non è una costruzione di marketing. Risponde a una logica diretta: ogni pezzo che attraversa la produzione senza difetti risparmia l'energia che altrimenti verrebbe spesa in rilavorazione o smaltimento. Ogni giunto filettato che si assesta correttamente al primo tentativo evita un ciclo di ispezione, allentamento, nuovo serraggio e nuova documentazione.
Il potenziale di risparmio identificato di [2] non si sblocherà unicamente con nuovi azionamenti o scambiatori di calore. Una parte di esso risiede nella qualità del processo e, quindi, nella domanda con quale affidabilità regge ogni giunto filettato sulla linea.
La tecnologia di misurazione precisa, gli studi di capacità di processo conformi alle norme e le registrazioni di qualità documentate non sono costi generali. Sono il meccanismo attraverso cui si riducono sistematicamente gli scarti, le rilavorazioni e l'energia incorporata in entrambi. Accuracy by GWK.
