Efficienza: un obiettivo raggiungibile

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Negli ultimi vent’anni, i costruttori di presse a iniezione hanno perseguito l’obiettivo dell’efficienza energetica lavorando sui componenti meccanici. Il domani, invece, li vedrà rivolti allo sviluppo di soluzioni complete, fortemente personalizzate, messe a punto in stretta collaborazione con il trasformatore. «Già oggi – sottolinea Herbert Kraibühler, direttore generale della Divisione Tecnologia & Engineering di Arburg a Lossburg (Germania) – si realizzano isole di produzione di complessità elevata, in cui viene integrato un numero sempre maggiore di operazioni a monte e a valle. In futuro diventerà essenziale saper individuare, tra le diverse attrezzature e tecnologie e i processi disponibili, la soluzione complessiva più efficiente per la produzione di ogni singolo manufatto. Oltre a questo, il futuro ci riserverà anche una sfida nello sviluppo di soluzioni pratiche e innovative per le nuove applicazioni. E mi riferisco alle tecnologie per la lavorazione di nuovi materiali, per esempio le plastiche rinforzate con fibre lunghe destinate a sostituire i metalli».

L’end-user quale via dovrebbe seguire per ottenere un’efficienza sempre maggiore?
L’efficienza produttiva, ovvero la massima qualità al minimo costo unitario, non è un obiettivo facilmente raggiungibile, perché è soggetta a un elevato numero di variabili. Non è sufficiente concentrarsi solo su problematiche come l’efficienza energetica o la tecnologia della macchina: si devono prendere in considerazione tutte le variabili possibili, e individuare la soluzione più appropriata per ogni singolo caso. Il costruttore di macchine deve strutturarsi per favorire questo processo, sviluppando la capacità di offrire un servizio di consulenza che accompagna l’intera catena del valore aggiunto, agendo sia in fase di progettazione, nel caso di nuovi investimenti di capitale, sia in fase di produzione, attraverso l’ottimizzazione degli impianti e dei processi esistenti.

E in tutto questo, quanto incide il fattore umano?
È un aspetto decisivo. A cosa servono le tecnologie più avanzate se le loro potenzialità non vengono sfruttate al massimo? Il compito dei costruttori di macchine è quindi sviluppare interfacce, sistemi robotizzati e apparecchiature periferiche utilizzabili nel modo più semplice e intuitivo possibile. Gli imprenditori, invece, devono comprendere che per ottenere livelli qualitativi sempre più elevati è necessario migliorare costantemente le capacità degli operatori attraverso programmi di formazione permanente, oltre che continuare a sensibilizzarli riguardo al problema dell’efficienza energetica.

Come si può intervenire per migliorare l’efficienza produttiva?
L’esperienza ci ha dimostrato più volte che il fattore che influenza maggiormente i costi unitari, e di conseguenza l’efficienza produttiva, è l’abbattimento dei tempi di ciclo. Ridurre i tempi di inattività, pertanto, è una via per il miglioramento dell’efficienza. Per esempio, l’integrazione di tutte le apparecchiature periferiche in unico sistema di controllo – come il nostro Selogica – permette la gestione centralizzata delle celle di produzione, garantendo massima flessibilità e rapidità in fase di attrezzaggio. Anche un buon contratto di manutenzione è un’ottima opportunità per aumentare la produttività riducendo i costi di gestione. La manutenzione preventiva, infatti, facilita l’individuazione dei problemi delle apparecchiature prima che queste possano tradursi in guasti, riducendo così il numero di riparazioni e i tempi di inattività non previsti.

La pressa a iniezione influisce in maniera significativa sull’efficienza produttiva e sui costi unitari. Quali soluzioni proponete ai vostri clienti per raggiungere l’obiettivo?
Come accennavo, nei processi di produzione il tempo è un elemento fondamentale. La pressa a iniezione influisce in modo significativo sul tempo di ciclo e sul consumo di energia. Gli azionamenti elettrici consentono rapidi movimenti indipendenti, che garantiscono una riduzione dei tempi di ciclo a vuoto e movimenti di estrazione simultanei. Grazie ai loro azionamenti a ridotto consumo energetico, inoltre, le presse elettriche assicurano ottimi risultati in termini di risparmio energetico.

[pullquote align=”left”]“A cosa servono le tecnologie avanzate se le loro potenzialità non vengono sfruttate al massimo?”
Herbert Kraibühler[/pullquote]

Comunque, è possibile ridurre anche i consumi di elettricità utilizzata dalle macchine idrauliche: per esempio, utilizzando motori con classe di efficienza IE2, un azionamento di dosaggio elettro-meccanico, il sistema a risparmio energetico Arburg (AES) con azionamento della pompa a velocità variabile, o un sistema di azionamento servo-idraulico. Infine, le tecnologie a pompa multipla o con accumulatore idraulico consentono di ottenere movimenti simultanei e tempi di iniezione rapidi. Le serie di presse Alldrive ed Edrive, così come le ibride Allrounder Hidrive e le macchine idrauliche a efficienza energetica ottimizzata, portano di conseguenza l’etichetta di efficienza energetica Arburg “e²”.

Ritiene che le macchine ad azionamento elettrico siano la soluzione ideale in termini di efficienza energetica?
Una pressa elettrica non rappresenta sempre la soluzione più economica. Per stabilire se lo sia effettivamente è necessario esaminare nel dettaglio l’applicazione a cui è destinata e i relativi parametri produttivi, e quindi combinare queste informazioni con i numerosi concetti di azionamento disponibili. Il nostro programma di calcolo dell’economicità permette di individuare i costi unitari tenendo conto di tutti i parametri principali, di quantificare l’influenza delle diverse variabili e di indicare i periodi di ammortamento per quelle che, a un primo sguardo, potrebbero apparire le soluzioni più costose. Una gamma modulare che comprende presse idrauliche, ibride ed elettriche offre un elevato livello di flessibilità da questo punto di vista.

Le soluzioni adottate sui diversi tipi di macchine come influenzano i consumi energetici specifici delle singole presse?
L’elevata efficienza degli azionamenti servo-elettrici e dell’unità di chiusura a ginocchiera servo-elettrica, per esempio, garantiscono un funzionamento estremamente economico, così come i servo-motori con recupero energetico in frenata. Nel caso degli azionamenti idraulici, a influire positivamente sui consumi energetici sono i motori elettrici appartenenti alla classe di efficienza IE2, gli azionamenti delle pompe a velocità variabile o i sistemi di azionamento servo-idraulici. Nel caso delle nostre presse elettriche, tutti i fattori contribuiscono all’abbattimento del consumo energetico del 25-50% rispetto alle soluzioni idrauliche convenzionali, mentre per i modelli ibridi i consumi calano fino al 40%.

[pullquote align=”left”]“Per ottenere la massima efficienza di produzione il processo di stampaggio a iniezione deve essere considerato a 360 gradi: dalla progettazione allo stampo, alla pressa, alle periferiche”
Herbert Kraibühler[/pullquote]

Il concetto di azionamento servo-idraulico implementato sulla Allrounder S, che verrà presentata in anteprima a Fakuma 2012, prevede il continuo adattamento della potenza della pompa in base ai requisiti effettivi, in maniera tale da eliminare pressoché del tutto le perdite a macchina inattiva: un altro sistema che consente di dimezzare il consumo di energia. Per la serie di presse idrauliche Allrounder Golden Edition, abbiamo inoltre creato un pacchetto produttività, che comprende il sistema a risparmio energetico Arburg (AES) con azionamento della pompa a velocità variabile e un motore raffreddato ad acqua; su queste macchine idrauliche, l’abbattimento del consumo energetico può raggiungere il 20%.

Numerosi costruttori europei e asiatici si stanno concentrando sulle soluzioni servo-idrauliche. Le ritiene convincenti?
Le presse servo-idrauliche sono dotate di un servomotore con pompa costante, la cui potenza può essere costantemente adattata ai requisiti effettivi, in maniera tale da eliminare pressoché del tutto le perdite a macchina inattiva. Quando la macchina non sta eseguendo alcun movimento si ferma anche il motore della pompa, al contrario di quanto avviene nelle tradizionali presse idrauliche, in cui la pompa continua a far circolare l’olio anche mentre la macchina è inattiva. I consumi di energia delle presse a iniezione servo-idrauliche risultano quindi dimezzati, con un conseguente incremento dell’efficienza in sede di produzione. Tuttavia, come ho già accennato, la scelta della soluzione più efficiente dipende in maniera significativa dall’applicazione richiesta.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle soluzioni servo-idrauliche rispetto alle macchine completamente elettriche?
Rispetto alle versioni elettriche, gli azionamenti servo-idraulici risultano i più vantaggiosi in termini di costo. Si tratta della soluzione idraulica più economica, particolarmente idonea per le applicazioni che prevedono tempi di inattività relativamente lunghi, per esempio in fase di raffreddamento. Queste macchine sono tuttavia in grado di eseguire soltanto movimenti in successione e, pertanto, non possono essere utilizzate, per esempio, per lo stampaggio a inietto-compressione. Se si desiderano sequenze di movimenti simultanei e tempi di ciclo ridotti, la soluzione migliore è costituita dalle presse ibride o elettriche, disponibili con una grande scelta di moduli di espansione. La serie Allrounder Edrive rappresenta l’alternativa elettrica alle tradizionali macchine idrauliche. In termini di caratteristiche prestazionali e design degli azionamenti, copre una vasta gamma di applicazioni, compreso lo stampaggio tecnico. Le elettriche Alldrive e le ibride Hidrive, d’altro canto, sono destinate al segmento delle applicazioni ad alte prestazioni.

Ritiene che i trasformatori siano in grado di apprezzare le tecnologie più avanzate?
Sfortunatamente, al momento dell’acquisto, l’elemento principale che viene preso in considerazione è il prezzo. Sono convinto, tuttavia, che sia molto più importante ridurre al minimo i costi unitari senza scendere a compromessi per quanto riguarda la qualità.

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