Incollaggio strutturale di carbonio: l’impianto Movingfluid

In questo articolo:

• • • • La colla bicomponente: una potenziale fonte di sfiga
      • Un’isola robotizzata di incollaggio e cottura che evita sprechi di materiale e denaro
      • Dal 2020 ad oggi: un impianto ancora attuale e in continuo perfezionamento
      • “Quelli della colla”: quando ci conosci non ti stacchi più

Incollaggio strutturale di componenti in carbonio per l’automotive: la prima volta non si scorda mai

Questa è una storia di prime volte. È l’autunno del 2020 ed è la prima volta che una delle case automobilistiche più prestigiose al mondo decide di introdurre il carbonio per la componentistica dei suoi telai.

Per collegare insieme le varie parti della scocca, ha necessariamente bisogno di due elementi: una colla bicomponente speciale e molto costosa e un sistema automatico che la eroghi con estrema precisione, pena la bocciatura da parte del reparto qualità interno e la conseguente perdita di denaro.

Movingfluid è specializzata nella movimentazione di fluidi (lo diciamo fin dal nome!), ma non ha mai trattato pezzi in carbonio, né quel tipo particolare di colla. Eppure l’azienda ci contatta subito per realizzare il primo prototipo di impianto per l’incollaggio strutturale dei nuovi componenti.

E ora vi raccontiamo com’è andata, perchè questa non è solo una storia di prime volte, è anche una storia di successo.

La colla bicomponente: una potenziale fonte di sfiga

Esclusi viti, dadi, bulloni, rivetti e altri elementi meccanici, l’unico modo per assemblare strutturalmente le parti che compongono l’abitacolo in carbonio è la colla bicomponente.

Peccato però che si tratti di una colla speciale, dal prezzo molto elevato: circa 15/20 mila euro ogni 200 litri. Inoltre la sua applicazione deve avvenire secondo un rapporto di catalisi del 50% (con una tolleranza del 5% massimo): questo parametro è fondamentale per assicurare resistenza e prestazioni tecniche adeguate, evitando sprechi onerosi. Infatti, una volta erogata, la colla non è più recuperabile, così come il pezzo incollato in modo errato, che diviene subito scarto. Tutto tempo e denaro persi, per giunta con l’impianto fermo: uno scenario catastrofico.

Ma invece di mettersi le mani nei capelli, i nostri Sfigasolver le hanno messe all’opera per prevenire tutti i possibili intoppi e progettare il primo impianto di incollaggio automatico e cottura per strutture in carbonio: completo, affidabile e flessibile.

Un’isola robotizzata di incollaggio e cottura che evita sprechi di materiale e denaro

La richiesta era quella di occuparci in particolare di tutte le fasi che riguardano la movimentazione del fluido: prelievo dai fusti di fornitura; pompaggio; dosaggio; alimentazione delle pistole di erogazione. Sempre a noi spettava inoltre il sistema di cottura; per quanto riguarda la robotica invece, Movingfluid è stato partner di un altro fornitore per tutta la durata del progetto.

La soluzione realizzata da Movingfluid consiste in un’isola automatica dotata di 3 stazioni complete di incollaggio e cottura che consente una produzione ciclica continua. Ogni stazione è infatti dotata di:

– 24 lampade IR;

– per un totale di 67,4 kW di potenza elettrica (un appartamento standard residenziale richiede 3 kW di potenza!);

– 7 sensori di temperatura per il controllo durante il curing;

– 22 sensori di temperatura per monitorare e modificare la temperatura della colla.

Le 3 stazioni di incollaggio e cottura sono affiancate in linea e un robot montato su guida sposta i singoli componenti tra le varie stazioni. Risultato? Una gestione estremamente accurata e controllata, in ogni passaggio.   

Dosaggio sempre perfetto grazie alla sensoristica di precisione

Sbagliare il rapporto di catalisi della colla e dell’indurente significa degradare le caratteristiche qualitative della scocca, provocando scarti e perdite inammissibili: è dunque necessario che il dosaggio dei due componenti sia sempre perfetto.

Per questo abbiamo installato una serie di sensori che monitorano costantemente i quantitativi immessi nell’impianto (dal batch di prelievo fino alla miscelazione in punta di pistola) e verificano che l’erogazione sia sempre in target. Se il valore registrato esce dai limiti di tolleranza previsti, si attiva un allarme che blocca immediatamente il sistema, minimizzando gli sprechi.

Sistema riscaldato per mantenere le condizioni ottimali

La temperatura è un altro elemento essenziale: affinché le proprietà di essiccazione siano inalterate, infatti, deve rimanere sempre tra i 25-26°C: una condizione che siamo riusciti a ottenere riscaldando l’intero impianto, compresi i fusti e tutti i tubi fino alla pistola di erogazione.

Attraverso un pannello di controllo, è possibile accendere o spegnere i vari componenti dell’impianto per regolare la temperatura e mantenerla costante. Queste operazioni sono essenziali soprattutto quando si verificano variazioni termiche stagionali, come l’arrivo del gelo invernale o del caldo torrido in estate, che potrebbero alterare la stabilità del fluido, deteriorandone la qualità.

Forni con lampade IR per una cottura rapida e puntuale

Per il curing della colla siamo invece ricorsi alla tecnologia a infrarossi che consente di ridurre enormemente i tempi di essiccazione (dalle 24 ore dei sistemi classici a soli 90 minuti!) e di riscaldare unicamente le parti necessarie, senza inutili dispersioni.

Precisi e veloci, i forni IR sono una delle soluzioni più performanti introdotte da Movingfluid nel settore automotive con numerose applicazioni, dal curing della colla alla cottura delle vernici industriali.

Il programma di cottura è automatico e mantiene una temperatura costante di 80-90°C. Se le lampade sono indispensabili per l’esterno, la parte interna del telaio in carbonio ha richiesto invece un sistema diverso, progettato ad hoc, che tramite membrane riscaldanti (resistenze elettriche) inserite su un controtelaio in alluminio provvede al riscaldamento del pezzo.

Dal 2020 ad oggi: un impianto ancora attuale e in continuo perfezionamento

Progettazione, realizzazione e test direttamente nello stabilimento aziendale hanno richiesto circa 12 mesi di lavoro: dal 2021 l’isola automatica è in funzione e in questi anni abbiamo effettuato ulteriori interventi di perfezionamento.

Nel 2022 abbiamo aggiunto più lampade IR rispetto alla fornitura iniziale per ottimizzare la cottura del carbonio, arrivando alla numerica tuttora presente.

Un paio di anni dopo, invece, abbiamo introdotto un sistema di ricircolo all’interno dell’impianto che consente di movimentare la colla anche quando la produzione è ferma (ad esempio nei weekend). La colla infatti degrada quando resta immobile a lungo, ma grazie a questa soluzione vengono assicurate qualità e temperature costanti: così si riduce anche la necessità di spurghi a perdere.

A proposito di qualità e temperatura, nello stesso periodo è stata aggiunta anche una funzione di trend nel software di gestione che genera un file CSV con tutti i dati relativi ai valori di incollaggio di ogni singolo lotto lavorato. Questi dati sono fondamentali per la sua tracciabilità e per poter risalire facilmente alla storia produttiva di ogni singola vettura.

Più di recente, invece, ci siamo confrontati con l’esigenza di ricalibrare l’impianto a seguito di un aggiornamento del prodotto. Il fornitore della colla ha infatti modificato la formula dell’indurente e questo ha richiesto il supporto dei nostri tecnici per tarare tutto il sistema sulle caratteristiche fisiche della nuova sostanza. Un’operazione svolta in un solo weekend: la nostra squadra è rimasta presente anche durante l’avvio del ciclo al primo turno del lunedì mattina per verificare che tutto funzionasse secondo gli standard qualitativi previsti. 

Un’assistenza impeccabile in ogni momento

Oltre agli interventi evolutivi e migliorativi appena descritti, offriamo un’assistenza completa anche per tutto ciò che riguarda i controlli ordinari e la risoluzione di problematiche che possono presentarsi durante la produzione.

La manutenzione preventiva ci permette infatti di evitare il fine vita dei componenti, mentre il servizio da remoto garantisce efficienza e velocità d’azione in ogni situazione. 

“Quelli della colla”: quando ci conosci non ti stacchi più

Dopo anni di collaborazione con l’azienda e con i suoi partner, siamo diventati “quelli della colla”: un’etichetta che portiamo con un certo orgoglio perché conferma la nostra expertise, unica nel suo genere.

Dunque, qual è la morale della storia? Che non importa se è la prima o la centesima volta che si affronta una sfida: se le cose sono fatte bene fin dall’inizio, funzionano e durano nel tempo, adattandosi alle esigenze della realtà per cui sono nate.

Questo genera una serie di vantaggi: primo fra tutti, un risparmio significativo che a lungo andare può fare la differenza. Oggi che sono passati 6 anni dalla messa in servizio (un tempo molto lungo per un impianto industriale) l’isola lavora a pieno regime, con scarti pari a zero, e riesce ad adeguarsi senza problemi ai cambiamenti del mercato e dell’azienda.

È così che ci piace lavorare: trasformando le sfighe in opportunità di crescita. 

Vuoi farlo anche tu? Entriamo in contatto: potrebbe essere una prima volta di successo insieme (e, quasi certamente, non l’ultima!)

CONTATTACI PER SAPERNE DI PIÙ