Lavorazioni

Semiassi e alberi scanalati made in Italy

Il beneficio dei lubrorefrigeranti
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Figura 1 Albero scanalato flangiato.

di Gianfranco Bianco

In Italia esistono realtà produttive che sono tecnologicamente all’avanguardia e questo permette loro di essere presenti sul mercato internazionale esportando la quasi totalità del prodotto. Una di queste aziende è Arcoprofil, produttrice di semiassi, alberi scanalati e parti meccaniche.

Figura 1 Albero scanalato flangiato.

Esportare il 98% dei prodotti può essere considerato una specie di paradosso, perché è più facile per tutte le aziende vendere “in casa” che all’estero. Ma se si analizzano con un po’ di attenzione i motivi di questo straordinario successo si capisce che la situazione non è affatto paradossale, ma il risultato di precise scelte strategiche di tipo industriale e commerciale.

Parliamo della società Arcoprofil (Santorso, Vicenza) che produce semiassi, alberi scanalati e parti meccaniche varie per i settori dei veicoli industriali, macchine agricole, macchine per movimento terra, veicoli speciali, macchine per giardinaggio, assi per motori elettrici e convertitori di coppia.

Questa azienda, a conduzione famigliare, opera da circa 30 anni nel campo della deformazione a freddo di profili scanalati su alberi di acciaio.

La produzione viene eseguita in due stabilimenti di circa 5.000 m2 complessivi e occupa un centinaio di collaboratori.

Nel 2012 sono stati prodotti circa 1.400.000 alberi con un fatturato di 16,5 milioni di euro con una quota di esportazione del 98%.

C’è da notare che negli ultimi 5 anni il fatturato è cresciuto regolarmente con un ritmo ci circa il 10 % anno su anno; anche oggi, in questo momento di crisi internazionale l’azienda mantiene questo trend di crescita.

Il mercato principale di Arcoprofil è rappresentato dagli USA, seguiti da Svezia e Germania, con clienti dai nomi prestigiosi come: ZF, John Deere, Scania, Caterpillar, Stihl e altri.

La progressiva penetrazione dei mercati internazionali è il risultato di una ottima qualità dei prodotti garantita dalle certificazioni ISO 9001, ISO 14001 e ISO TS 16949 unita a un prezzo estremamente competitivo.

Prima di entrare un po’ più in dettaglio sugli aspetti tecnici, bisogna mettere in evidenza che l’età media dei circa 100 dipendenti è intorno ai 30 anni. Un’azienda quindi estremamente giovane, con dipendenti, a tutti i livelli, molto motivati che garantiscono un futuro certo per l’azienda.

Rullatura e tecnologia Felss per alberi scanalati

La maggioranza delle dentature sono eseguite su alberi scanalati con deformazione plastica a freddo.

Figura 2 Coppia di rulli Grob.

La tecnologia predominante si basa sulle rullatrici Grob che utilizzano due piccoli rulli aventi il profilo uguale a quello da ottenere sull’albero, che vengono premuti radialmente e progressivamente sulla parte da dentare fino a ottenere il profilo volute (fig. 2). Questo sistema di dentatura di scanalati, è molto rapido e quindi poco costoso; garantisce una costanza dimensionale del prodotto e inoltre rende la dentatura più resistente a causa dell’incrudimento che il materiale subisce.La qualità normalmente ottenuta è di classe DIN 8-9 perfettamente in linea con le precisioni richieste per gli alberi scanalati.Più innovativa e molto più veloce è la tecnologia Felss applicata agli alberi scanalati esterni e a scanalature interne.

Si tratta di una matrice in metallo duro ricoperta con TiN (o con altri film) che viene premuta assialmente sulla estremità dell’albero da dentare.

L’azione di penetrazione della matrice sul materiale avviene gradualmente per impulsi, facilitata da un imbocco conico e utilizzando forze molto elevate: anche di 700 kN.

In questo caso si ottengono classi di precisione migliori rispetto al metodo Grob e cioè intorno a DIN 5-6, e con tempi decisamente inferiori.

Per esempio, un albero con diametro 40 mm e dentatura ASA 16/32 lunga 50 mm in acciaio bonificato con R = 900 N/mm2 è dentato in 3 secondi: tempo assolutamente eccezionale.

Il costo di queste matrici è alto, circa 5.000 euro, ma possono eseguire dai 50.000 ai 100.000 pezzi a seconda del materiale e della precisione del diametro di pre-rullatura.

Le figure 3 e 4 rappresentano rispettivamente una matrice Felss per esterni e un punzone per dentature interne.

Figura 3 Matrice Felss per dentature esterne.

Le linee di lavorazione sono quasi tutte completamente automatizzate, già dalla fase di taglio delle barre, intestatura e centratura. Le macchine sono tutte a controllo numerico dell’ultima generazione e, in alcuni casi, asservite da robot antropomorfi.

Figure 4 Punzone Felss per dentature interne.

Il continuo investimento dedicato al costante ammodernamento delle linee, ha permesso di aumentare la produzione globale dell’azienda senza un corrispondente aumento del personale e questa strategia ha consentito ad Arcoprofil di affrontare i mercati con prezzi competitivi e di proseguire il trend di crescita di cui si è detto.

Il contributo significativo del lubrorefrigerante giusto

L’azione del contenimento dei costi si è rivolta anche in altre direzioni. Una di queste è la scelta dei lubrorefrigeranti usati in dentatura, sia nelle macchine che lavorano per deformazione plastica, Grob e Felss, sia nelle macchine tradizionali che utilizzano creatori o coltelli stozzatori.

A questo scopo si è instaurata una stretta collaborazione con la Bellini di Zanica (Bergamo) che è uno dei principali produttori italiani di lubrificanti. Dopo molti test eseguiti su lavorazioni tipiche di rullatura, è stato scelto il lubrorefrigerante denominato Harolbio 5 che ha una serie di caratteristiche che consentono una notevole riduzione dei costi a livello generale.

In primo luogo si tratta di un olio di derivazione naturale con assoluta assenza di componenti minerali.

È ottenuto da materie prime rinnovabili (non di origine petrolifera) e come tali hanno una biodegradabilità maggiore del 90%; non contiene tracce di I.P.A. (Idrocarburi Policiclici Aromatici) che sono i più incriminati nel causare dei danni per la salute dell’uomo.

Questo fluido da taglio richiede una gestione semplificata rispetto ai corrispondenti fluidi da taglio di origine minerale, e infatti non sono necessarie le registrazioni UTIF, non sono obbligatorie le visite mediche periodiche agli operatori, non richiedono particolari sistemi di stoccaggio e di smaltimento del liquido esausto. La elevata biodegradabilità semplifica di molto anche il trattamento dei trucioli.

Gli oli a base minerale presentano un certo valore di T.L.V (Valore Limite di Esposizione), cioè la massima concentrazione di esposizione consentita delle nebbie oleose nell’aria: esso è di 5 mg di olio per m3 di aria. Gli oli della serie Harolbio non presentano invece nessun Valore Limite di Esposizione. Tutto ciò perché tra le altre caratteristiche di grande rilievo questo lubrorefrigerante ha anche un alto punto di infiammabilità e, che elimina la dispersione nell’ambiente di fumo e nebbie oleose.

Si può capire immediatamente che tutto ciò si riflette in una riduzione del costo di produzione di ogni singolo pezzo, senza contare il vantaggio dal punto di vista ambientale.

Ma questi sono aspetti per così dire “secondary”  anche se di grande interesse. L’importanza dei fluidi da taglio a base di esteri risiede essenzialmente nella sua grande potere lubrificante. Da un lavoro di D. Moscatelli, M. Bellini, P. Apostoli intitolato “Evoluzione tecnologica della lubrificazione e riduzione dei possibili effetti sulla salute degli esposti” si può trarre il seguente passaggio: “L’idea di ricorrere a esteri di origine naturale invece che a idrocarburi come base per la realizzazione di oli lubrorefrigeranti è da anni oggetto di ricerca e sviluppo da parte delle grandi imprese del settore.

Le motivazioni tecnologiche di un simile passaggio sono legate alla maggiore capacità lubrificante degli esteri, che già ne giustifica l’utilizzo come additivi nei prodotti di origine idrocarburica. Gli esteri esercitano un’azione fisica di adesione in quanto formati da molecole polari che vengono attratte dal materiale in lavorazione con un meccanismo paragonabile all’attrazione tra un polo negativo e uno positivo. Il film di olio lubrificante che viene naturalmente a crearsi impedisce il contatto diretto tra metallo e metallo per l’insorgere di forze di repulsione dette di Van der Waals, determinando una drastica riduzione dell’attrito a favore dell’allungamento della vita dell’utensile che scivola con facilità sul pezzo in lavorazione.”

In pratica su tutte le lavorazioni questo maggior effetto lubrificante aumenta il rendimento degli utensili riducendo ovviamente i costi di produzione.

La Arcoprofil usa questo tipo di prodotto, Harolbio 5, in quasi tutte le macchine utensili, sia in quelle che lavorano per deformazione plastica che in quelle per asportazione di truciolo, rilevando mediamente un miglior rendimento degli utensili del 25 – 30 %, con possibilità di incremento delle condizioni di lavoro.

Alla riduzione dei costi si aggiunge una migliore precisione dei pezzi prodotti, grazie al miglior sviluppo di calore con conseguenti minori deformazioni dei pezzi lavorati e una migliore finitura superficiale.

Per concludere questa parentesi sugli oli da taglio bisogna aggiungere che a seguito del minor sviluppo di nebbie oleose e di fumo si ha una riduzione del consumo di olio.

Per mantenere questa positiva caratteristica sono stati messi a punto da Bellini anche degli oli idraulici a base naturale (linea Lubro-bio) che oltre alle particolarità di biodegradabilità e di sostenibilità ambientale permettono di evitare l’inquinamento dei lubrorefrigeranti a base di esteri e quindi il loro rapido degrado.  Le dentature eseguite dalla Arcoprofil hanno moduli che possono andare da 0,3 a 3-4 mm, mentre le lunghezze massime degli alberi possono arrivare a 2.000 mm.

Figura 5 Fan shaft: è l’albero centrale dove viene montata la ventola di raffreddamento del motore per i trattori John Deere.

Da molti anni Arcoprofil produce alberi di trasmissione per decespugliatori, con macchine CNC i cui caricatori automatici sono stati progettati e costruiti all’interno dell’azienda. In breve tempo, grazie alla qualità e al basso costo del prodotto, l’azienda è diventata fornitrice regolare di clienti importanti, quali Husqvarna e Stihl, raggiungendo volumi di circa un milione di pezzi all’anno.I trattamenti termici vengono eseguiti all’interno. L’azienda è dotata di forni per cementazione e tempra e di due impianti per tempra a induzione a media frequenza gestiti dal CNC.

Figura 6 Roberto Casolin, Sales Manager in Arcoprofil.

La domanda che sorge spontanea a questo punto è: perché il mercato italiano assorbe solo il 2% della produzione Arcoprofil? Ci risponde Roberto Casolin Sales Manager in Arcofil. «Il nostro successo sui mercati esteri è dovuto principalmente al fatto che il mercato italiano non è per noi interessante perché le aziende non hanno una pianificazione a medio-lungo termine dove il fornitore viene considerato come una risorsa importante già dalla progettazione e sviluppo del prodotto. Inoltre le condizioni di pagamento sono molto più penalizzanti che nel resto del mondo e pertanto, potendo scegliere, ci siamo spostati progressivamente verso paesi e clienti che per noi sono più convenienti».

Il ritardo nei pagamenti è in effetti un grave problema che colpisce tutti i subfornitori delle grandi aziende. Si arriva a pagare a 180 giorni, e più, dalla data di consegna sottraendo così liquidità alle medie e piccole aziende che, specialmente in questo momento di crisi, devono rivolgersi alle banche per pagare materiali servizi e stipendi, con un enorme costo aggiuntivo che riduce la competitività a livello internazionale.

In questo modo vanno disperse risorse, e chi ha prodotti di qualità preferisce esportare privando così l’industria italiana di componenti validi.

 

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