Ecocure di ASK Chemicals: creare valore nell’industria fusoria

nb-39(un contributo di Andrea Ferkinghoff e Verena Skelnik)

All’interno della produzione industriale, la catena di creazione del valore è complessa ed esige la massima efficienza in termini di produzione e assicurazione della qualità da parte di tutti i soggetti coinvolti. Con il costante inasprimento delle norme finalizzate a ridurre le emissioni e ottimizzare la gestione della qualità (ISO-TS 16949) i requisiti diventano sempre più severi. Ciò si ripercuote anche sulle fonderie e sui loro fornitori. I produttori esigono una partecipazione sempre più ampia dei fornitori alle fasi di sviluppo e produzione nonché una prova di sostenibilità produttiva, data la crescente e pressante necessità di produrre facendo un uso razionale dell’energia e del materiale.
Queste sfide sono all’ordine del giorno nella fonderia MGG Netherlands B.V. con sede a Tegelen (Paesi Bassi), non lontano dal confine tedesco. Con una produzione annua di oltre 12.000 tonnellate di alluminio fuso, l’azienda è una delle maggiori fonderie di alluminio in terra dell’Europa occidentale.  Su una superficie di 29000 m², oltre 400 collaboratori si occupano della produzione in serie di getti di qualità per clienti da tutto il mondo.
È soprattutto l’industria dei veicoli commerciali, automobilistica e delle caldaie per riscaldamento a puntare sui getti realizzati nei Paesi Bassi. Per produrre in quest’ordine di grandezza sono indispensabili collaborazioni strategiche con i fornitori, i cui prodotti devono soddisfare requisiti molto severi in termini di affidabilità.
In un primo momento, i prodotti chimici per i processi di fonderia, come ad esempio le vernici refrattarie e i sistemi di leganti, possono sembrare irrilevanti. Ma la realtà è un’altra, dal momento che essi giocano un ruolo di primo piano nel processo produttivo.
Per questo, l’animisteria olandese che produce settimanalmente 15.000-20.000 anime e consuma 400 tonnellate di sabbia, collabora già da anni a stretto contatto con ASK Chemicals, uno dei fornitori leader per fonderie, e impiega i leganti Cold-Box di alta qualità sviluppati dall’azienda.

Assicurazione della qualità in tutte le fasi di produzione
MGG realizza getti che portano le fonderie in terra ai limiti di ciò che è fisicamente possibile. Per far fronte ai crescenti requisiti, la fonderia attua un intenso scambio di idee con clienti e fornitori e ottimizza senza sosta la produzione dei getti. Nel farlo, si avvale di un’ampia gamma di strumenti, quali le tecnologie di simulazione, la realizzazione di prototipi o il Rapid Prototyping, ossia la prototipazione rapida. MGG non si concepisce come sviluppatore, bensì piuttosto come ottimizzatore di processi che lavora a stretto contatto con la clientela. L’obiettivo è fornire prodotti “ready-to-install” all’altezza delle esigenze della clientela. A detta di John Huskes, Senior Production Engineer presso MGG, ciò è possibile solo implementando un severo sistema di assicurazione della qualità.
Gli stessi e identici requisiti vengono richiesti anche ai fornitori di prodotti ausiliari per fonderie, quali leganti e vernici refrattarie.
La sempre crescente pressione concorrenziale deriva naturalmente dall’esigenza di produrre getti in tempi sempre più stretti, con un minore dispendio e con geometrie complesse pur mantenendo costantemente alta o migliorando la sicurezza del processo. Le aspettative nei confronti dei fornitori sono di conseguenza molto alte. “Cerchiamo partner che non si limitino a venderci il loro prodotto, bensì che ci forniscano ampio sostegno e consigli su come migliorare ulteriormente la produzione”, afferma John Huskes. “I processi decisionali adottati per la selezione dei fornitori sono molto complessi. In tal senso, giocano un ruolo decisivo fattori come la cooperazione, la competenza tecnologica e il rapporto qualità/prezzo”.

Con prodotti innovativi sulla strada del successo
MGG utilizza già da sempre leganti ad alta efficienza di produttori rinomati. I leganti Cold-Box standard o convenzionali non erano ancora mai riusciti a soddisfare le esigenze elevate dell’azienda olandese. Poi, nel 2011, MGG iniziò a testare la nuova tecnologia di leganti ECOCURE Solventless (tecnologia SL), senza mai perdere di vista l’obiettivo di ridurre con essa le emissioni olfattive e di BTX, di migliorare le caratteristiche fisiche e termiche delle anime e, infine, di ottenere una riduzione della quantità di legante e ammina impiegata. Dopo una fase di prova durata circa un anno, ebbe finalmente inizio la produzione in serie con la nuova generazione di leganti ECOCURE Solventless di ASK Chemicals.
Mentre in passato la MGG si appoggiava a due fornitori di legante, dopo la positiva conclusione della fase di prova l’azienda utilizza quasi al 100% la nuova tecnologia efficiente e a basso consumo di risorse.

Una collaborazione convincente
Un sistema Cold-Box standard può essere descritto come un sistema composto di tre parti: il componente 1 è costituito da circa il 55% di resina fenolica e dal 45% di solvente, il componente 2 è principalmente costituito da derivati di poliisocianato e dal 15-30% di solventi. Infine, il componente 3 è il catalizzatore di ammina terziaria, che avvia la reazione. Sia il componente 1 che il componente 2 del legante possono contenere speciali additivi utilizzati per ottimizzare particolari proprietà o caratteristiche del getto. La reazione poliuretanica è data dalla reazione dei gruppi idrossil-fenolici del componente 1 con i gruppi NCO (isocianati) del componente 2. Nel nuovo sistema a basso tenore di solventi, il componente 2 è stato concepito in modo tale da avere la stessa efficacia di un normale sistema a 2 componenti, ma senza l’impiego di solventi. La formulazione priva di solventi del componente 2 contiene uno speciale componente poliisocianato. Sono stati aggiunti additivi selezionati che agiscono in perfetta sinergia con il corrispondente componente 1. Con questa combinazione unica è possibile ottenere una riduzione della quantità totale di legante fino al 20%. La nuova tecnologia SL contiene solventi privi di sostanze organiche volatili, prodotti con sostanze chimiche di alta qualità. Nelle formulazioni, questi solventi vanno a sostituire i noti esteri vegetali, offrendo all’utilizzatore la possibilità di ridurre una parte delle emissioni.
Le caratteristiche fisiche delle anime realizzate con la nuova tecnologia hanno convinto la MGG. John Huskes è entusiasta della precisione dimensionale e della resistenza termica delle anime prodotte a Tegelen.
La facilità di estrazione dell’anima deriva dal ridotto impiego di materiale organico, benché la quantità di ossigeno utilizzata durante la colata sia identica. Negli stampi si deposita meno materiale, il che sveltisce le operazioni di pulizia.
Infine, attraverso l’impiego della nuova generazione di leganti, la MGG è riuscita a ridurre sensibilmente le emissioni nel corso del processo di colata, raffreddamento ed estrazione pur ottenendo allo stesso tempo un’ottima precisione dimensionale.
Come mostrato dalla formulazione esemplificativa, applicando la nuova tecnologia, il rapporto di dosaggio è inferiore rispetto a quello del prodotto della concorrenza; altro fattore decisivo rispetto al prodotto della concorrenza è l’impiego di un 30% in meno di ammina. Mentre nel caso della tecnologia SL ECOCURE si ha a disposizione un tempo di lavorazione di fino a 90 minuti, con il prodotto della concorrenza la MGG aveva un intervallo di tempo di appena 60 minuti. Il vantaggio della tecnologia SL ECOCURE per la fonderia olandese è evidente e consiste nell’aumento della produttività.
MGG ha inoltre constatato che con la sabbia utilizzata dall’azienda si ottiene una riduzione nell’assorbimento di umidità nell’ordine del 60%. Attualmente, la percentuale di scarti nella produzione di anime si attesta sul 2%. Soprattutto durante la produzione di caldaie per riscaldamento, per le quali si fa uso di anime molto sottili, è stato possibile ridurre di oltre il 5% gli scarti dovuti a difetti dei getti provocati dai gas.

Criteri di sostenibilità come l’efficienza nell’uso dell’energia e delle risorse divengono un fattore competitivo
Il rispetto dell’ambiente e la sostenibilità giocano oggi un ruolo decisivo nella scelta dei fornitori e dei prodotti ausiliari per fonderie.
Per questo, la MGG ha incaricato l’Institut für Gießereitechnik / IFG di Düsseldorf di analizzare le emissioni di BTX e l’impatto olfattivo durante l’impiego del sistema SL ECOCURE e dei prodotti della concorrenza fino ad allora utilizzati. L’innovazione di ASK Chemicals ha mostrato anche qui i suoi punti di forza. Mentre l’impatto olfattivo è sceso del 20%, con la nuova tecnologia SL ECOCURE le emissioni di BTX possono essere ridotte del 60% rispetto agli altri due leganti Cold-Box. Va da sé che lo sviluppo di fumo è solo un ricordo del passato per questa fonderia. Risultati come questi sono un chiaro e importante segnale per la fonderia, e non da ultimo per il personale e per i centri abitati di Tegelen, che l’azienda si adopera al fine di individuare tecnologie rispettose dell’ambiente.
Questo esempio pratico mostra chiaramente che i fornitori di prodotti ausiliari per fonderie contribuiscono in modo sostanziale alla creazione di valore nell’industria fusoria. Soprattutto l’impiego di sistemi di leganti efficienti e a ridotto tenore di emissioni mostra che, attraverso la selezione mirata dei componenti e dei prodotti ausiliari per il rispettivo processo di colata, è possibile porre le basi per un aumento della qualità e allo stesso tempo per la riduzione delle emissioni già al momento della produzione dei getti.

(L’intero articolo, comprensivo di immagini esplicative, sarà disponibile sul fascicolo di Fonderia Pressofusione in uscita dopo l’estate)

 

 

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