ASK Chemicals: i nuovi leganti che aumentano la produttività

Pierre Henri Vacelet,  European Product Manager Cold Box di ASK Chemicals

Pierre Henri Vacelet, European Product Manager Cold Box di ASK Chemicals

Grazie alla continua evoluzione dei sistemi di leganti impiegati all’interno del processo di colata, le fonderie sono sempre più in grado di dare risposta ai severi requisiti in materia di impatto ambientale della produzione, senza scendere a compromessi in termini di qualità. Benché i leganti inorganici vengano utilizzati più spesso che in passato, non tutte le imprese hanno finora potuto convertire la loro produzione in tal senso, essendo il loro impiego legato ad investimenti e modifiche tecniche di ampia portata.
I risultati delle ricerche condotte da ASK Chemicals mostrano che gli agglomeranti organici per anime offrono ancora ampio potenziale di ottimizzazione dal punto di vista ecologico: vengono impiegati con successo da quarant’anni a questa parte e possiedono ancora una quota di mercato superiore al sessanta per cento.
La tecnologia è affidabile e sicura, ma per lungo tempo sono state le emissioni indesiderate a creare problemi. Sta ai produttori di additivi per fonderie porsi dunque l’obiettivo di sviluppare leganti organici a basso impatto di emissioni, oltre a portare avanti la fruttuosa evoluzione del comparto inorganico.
Alla luce di ciò, il gruppo di ricerca di ASK Chemicals GmbH, Hilden, ha sviluppato un sistema di leganti completamente nuovo, recante la denominazione HE (High-Efficiency). Grazie ai leganti ad alta efficienza, l’impresa definisce nuovi standard in termini di ottimizzazione dei processi da un lato e di riduzione delle spese dall’altro: si tratta di un approccio importante dal punto di vista sia ecologico che economico per il processo produttivo.

Sistemi di leganti Cold-Box a emissioni ridotte di nuova generazione
Gli svantaggi ecologici dei leganti standard derivano dalla loro composizione: per il 55% sono infatti composti di resina fenolo-formaldeide e di difenilmetandiisocianato (MDI). La pirolisi avviata durante la colata dal metallo fuso ad alta temperatura comporta l’emissione di BTX (benzene, toluene e xilene), di biossido di zolfo e di altri composti aromatici. Inoltre, da composti aromatici in realtà innocui, si sviluppano derivati del benzolo. L’aria frammista ad essi deve essere subito aspirata e depurata attraverso l’impiego di una procedura complessa e costosa. Poiché finora non si sapeva a quale punto esatto del processo si sviluppano tali sostanze dannose per la salute e ad alto impatto olfattivo, ASK Chemicals ha avviato approfondite ricerche volte allo sviluppo di nuovi sistemi di leganti Cold-Box.
Punto di partenza del concept di sviluppo è stato da un lato aumentare la resa e il rendimento del sistema aumentando la reattività e riducendo al tempo stesso la quantità di legante necessario per produrre l’anima. Dall’altro, attraverso l’aggiunta di una minore quantità di legante, si sono volute arginare le emissioni e ridurre le spese del materiale e di magazzinaggio da parte delle fonderie.
Per raggiungere tale scopo, i centri di ricerca di ASK hanno utilizzato un nuovo procedimento per la sintesi della resina, il quale fa uso di combinazioni di solventi opportunamente scelte.
In sostanza, la reattività ottenuta per i leganti fa sì che le anime divengano sufficientemente resistenti e si induriscano completamente, il che rappresenta una premessa importante per lo svolgimento senza problemi delle successive fasi di processo. L’incremento della reattività fa inoltre sì che l’indurimento venga avviato praticamente subito, anche se si impiegano catalizzatori standard, e che il poliuretano si formi entro un minuto, il che rappresenta una frazione del tempo impiegato da altri sistemi di solventi. La resistenza ottenuta per le anime rende la loro produzione più affidabile e permette allo stesso tempo di ridurre gli scarti. Riducendo la quantità di materiale, si forma meno condensato. Quest’ultimo può depositarsi sugli utensili e non è facile da rimuovere. Si riducono, inoltre, i tempi di pulizia, la produzione si sveltisce e aumenta la disponibilità degli stampi.
Quindi, tutto sommato, le fonderie beneficiano di tanti vantaggi sotto forma di risparmi e risvolti economici favorevoli.

Maggiore la resa, azzerato l’impatto ambientale
I nuovi sistemi di leganti HE (High Efficiency) Cold-Box possiedono dunque un rendimento sensibilmente maggiore. Pur essendo più costosi al momento dell’acquisto, i possibili risparmi e gli ulteriori vantaggi correlati al loro impiego pareggiano decisamente l’investimento. L’ulteriore aumento della disponibilità degli stampi nonché la riduzione degli scarti e dei costi di esercizio dello spara anime si traducono in un risparmio annuo nell’ordine di diverse decine di migliaia di euro.
I vantaggi per le fonderie sono evidenti: le emissioni diminuiscono sensibilmente, i costi del materiale, di magazzinaggio e smaltimento risultano ridotti e la produzione diviene nel complesso più efficiente in termini di spesa.
I clienti di ASK Chemicals apprezzano questo approccio di ricerca e l’approfondita competenza del gruppo di sviluppatori e consulenti in materia di processi di colata. Nella loro prassi di produzione, utilizzano già con successo i sistemi HE.
Grazie al sistema HE ECOCURE®, un produttore di dischi dei freni è per esempio riuscito a ridurre notevolmente l’impiego di materiale, mentre nella produzione di turbocompressori è stato possibile evitare la temuta formazione di bave, la cui rimozione, quando possibile, si rivela comunque molto dispendiosa in termini sia di tempo che di denaro. A tutto ciò va anche ad aggiungersi una superficie dei getti più pulita, la quale ha contribuito a ridurre le spese per le lavorazioni di finitura. Durante la produzione di un blocco motore è stato possibile ridurre la quantità di legante di oltre il 20%, mentre i tempi di ciclo sono scesi di circa il 15%.
Si tratta di esempi di rilievo che suffragano l’efficienza del nuovo sistema HE.
Attraverso la continua evoluzione dei sistemi di leganti, le fonderie riescono a soddisfare i requisiti sempre più severi in termini di impatto ambientale, senza tuttavia scendere a compromessi quanto alla qualità dei prodotti. Così facendo esse stesse beneficiano di importanti vantaggi sia ecologici che economici. Specialmente per i clienti dei settori dell’alta tecnologia, che come produttori devono essere anche in grado di documentare i propri sforzi in materia di sostenibilità, si tratta di fattori irrinunciabili.

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