ipcm® 2014 n. 25 by ipcm® International Paint&Coating Magazine

The first international magazine for surface treatments

ISSN 2280-6083

ipcm digital on

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www.ipcm.it 2014 5th YEAR Bimonthly N°25-January/February

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JANUARY/FEBRUARY 2014 EDITORIAL BRAND-NEW HIGHLIGHTS OF THE MONTH

A Perfect Integration in the Coatings for Heavy Machinery Una perfetta integrazione nelle vernici per le macchine movimento terra

The Paradise for R&D in the Automotive Coating Industry Il Paradiso per la ricerca e lo sviluppo nel settore della verniciatura dell’auto

FOCUS ON TECHNOLOGY

Robotics as the Maximisation of the Process Eﬃciency: Carraro Drivetech’s Investment Decisions La robotica come massimizzazione dell’eﬃcienza di processo: le scelte di Carraro Drivetech

Cnh Industrial: Excellence in Manufacturing and Coating Systems as a Sign Of Environmental, Social and Corporate Responsibility CNH Industrial: l’eccellenza nei sistemi di produzione e verniciatura come segno della responsabilità ambientale, sociale e d’impresa

High Performance Products for Coating Photographic Equipment Alte performance per la verniciatura di prodotti per la fotograﬁa

A Waste Water Treatment System to Meet Caterpillar’s Environmental Impact Requirements Impianto di depurazione delle acque funzionale per soddisfare i requisiti di impatto ambientale presso l’impianto Caterpillar

Powder Coatings for Polymeric Materials: Dream or Reality? Verniciare a polveri i materiali polimerici: sogno o realtà?

The Paintshop with the Largest Production Capacity in Italy in the Agricultural Machinery Sector L’impianto di verniciatura con la più grande capacità produttiva in Italia per il segmento delle macchine agricole

CONTENTS

www.futuraconvogliatori.com

JANUARY/FEBRUARY 2014 INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE

Using Life Cycle Assessment (Lca) to Validate New Horizons in the Research of Sustainable Powder Coating Binders: Low Thermal Curing Superdurable Polyester L’utilizzo del Life Cycle Assessment (LCA) per validare i nuovi orizzonti nella ricerca di leganti per vernici in polvere sostenibili: poliesteri superdurabili a bassa temperatura di reticolazione

Stop Corrosion! Arresta la Corrosione!

Reliability and High Performance of Pvd Coatings in the Decorative Sector: the Importance of Control Aﬃdabilità ed elevate prestazione dei rivestimenti PVD nel settore decorativo: l’importanza del controllo

STANDARDS & LEGISLATION

Ecodesign Directive: Electric Motors Regolamento Ecodesign dei motori elettrici

TRADE FAIRS & CONFERENCES ZOOM ON EVENTS

CONTENTS

EDITORIAL by Paola Giraldo

he fields of earthmoving and agricultural machinery have always been leading sectors in the industry of any Country, particularly those with a high growth rate or the developing Countries, because they are closely connected with two basic human needs: food and home. The agricultural machinery industry has benefited from rather healthy agricultural markets in 2013, despite a non-uniform evolution of the global economic climate in the various Countries1. The global industry of earthmoving machinery is showing a shift of its main hub to China, Asia and Oceania, which already account for 50% of the total demand (the European demand is around 7%)2. It is easily understandable that the export share of the European companies operating in these two fields is very high. These two industries are also at the forefront of research and technological development, where they act with a dynamism similar to that found in the automotive industry, from which they also derive many production, assembly and finishing technologies. Also for the work machines, in fact, top class reliability, comfort, safety and aesthetics are a must. Let us not forget that in Europe, and especially in Italy, the development of the water-based coating technology has been driven by the heavy equipment sector, where it has immediately gained high market shares thanks to a look and a finishing performance equal to that of solvent-based coatings, but with half the emissions. This issue of ipcm® (which will be distributed at Samoter and at Fieragricola, in Verona) focuses on the coating of agricultural and earthmoving machinery: the case studies carried out at the world’s leading companies in these two fields prove that the major manufacturers of coating systems for the automotive industry at the European level are also the leading suppliers of these industries, and that the investments in coating equipment involve not only the application technology and the automation, but also the waste water treatment process. The goal is only one: process efficiency, which enables to remain globally competitive and results in a higher quality of the product, and therefore in a further competitive element. We also continue to provide information on the adoption of powder coatings for finishing heat-sensitive substrates, specifically phenolic resins. Finally, an Italian plant engineer has brilliantly solved the problems related to the coating of small parts. Happy reading! 1 2

Source: Sole 24 Ore Source: www.economiaoggi.it, from an interview with the Chief Executive Oﬃcer of Komatsu Italia

settori delle macchine agricole e movimento terra sono da sempre settori trainanti del tessuto industriale di qualsiasi paese, soprattutto di quelli con un tasso di crescita elevato o in via di sviluppo, perché sono strettamente connessi con due bisogni primari dell’uomo: il cibo e la casa. L’industria delle macchine agricole ha beneficiato di mercati agricoli piuttosto in salute nel 2013, pur riconoscendo un’evoluzione del clima economico mondiale non omogeneo tra i vari Paesi1. Il mercato globale del movimento terra evidenzia uno spostamento del proprio polo nevralgico verso Cina, Asia e Oceania, aree che assorbono già il 50% della domanda complessiva (la domanda europea si aggira intorno al 7%)2. È facilmente comprensibile come la quota export delle aziende europee in questi due settori sia elevatissima. Questi due settori industriali sono anche all’avanguardia nella ricerca e nello sviluppo tecnologico, dove agiscono con un dinamismo simile a quello che si riscontra nel settore dell’auto, da cui derivano molte tecnologie produttive, di assemblaggio e di finitura. Anche per le macchine da “lavoro”, infatti, si punta su affidabilità, comfort, sicurezza ed estetica di primo livello. Non dimentichiamoci che in Europa, e soprattutto in Italia, lo sviluppo della tecnologia delle vernici a base acqua è stato trainato dall’industria delle macchine pesanti, dove hanno conquistato da subito quote di mercato elevate grazie a un aspetto estetico e prestazionale della finitura pari a quello delle vernici a solvente ma con emissioni inquinanti dimezzate. Questo numero di ipcm® (distribuito a Samoter e a Fiera Agricola di Verona) presenta un focus sulla verniciatura delle macchine agricole e movimento terra: le case-study realizzate presso le aziende leader mondiali in questi due settori dimostrano come i maggiori costruttori di impianti di verniciatura per il settore automotive a livello europeo siano i fornitori principali anche di queste industrie e che gli investimenti nel reparto verniciatura riguardino non solo la tecnologia applicativa e l’automazione ma anche il trattamento delle acque reflue. Tutto motivato da un unico grande obiettivo: l’efficienza di processo, quell’efficienza che consente di rimanere competitivi a livello globale e che si traduce in una maggiore qualità del prodotto, quindi in ulteriore elemento competitivo. Questo numero inoltre prosegue l’informazione sull’adozione delle vernici in polvere per la finitura di susbtrati termosensibili, in questo caso si parla di resine fenoliche. Infine un impiantista italiano ha risolto brillantemente i problemi legati alla verniciatura di piccoli pezzi. Buona lettura. 1 2

Dati Sole 24 Ore Dati www.economiaoggi.it da un’intervista all’Amministratore Delegato di Komatsu Italia

Alessia Venturi Editor-in-chief / Direttore Responsabile international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

BRAND-NEW

ICR – YOUR COATING PARTNER

CR Industria Chimica Reggiana Spa has a 50 years long history of success in the car refinishing industry with the brand Sprint, which has become synonymous with high quality and excellent results. The diversification strategy, started over fifteen years ago by the ICR Group and implemented through investments in R&D, new technologies and major acquisitions, is now bearing fruits: In fact, ICR can be considered a company of reference in the industrial coating market. With the brand Sprint Coating, ICR offers numerous cutting-edge technical solutions. Its reliable and high quality coating systems for metal and plastic components are already well appreciated by many important Italian and foreign manufacturers of agricultural machinery, earthmoving machinery, commercial vehicles, helmets, hardware and much more. With the brand PAI-KOR, acquired in 2010, ICR offers a range of products specially developed for customers with highly specific requirements (e.g. screen printing varnishing of car logos, lacquering of valuable parts or design furniture pieces).

CR Industria Chimica Reggiana Spa ha una storia lunga 50 anni e piena di successi nel settore del car-refinish con il Marchio Sprint, divenuto nel tempo sinonimo di alta qualità e garanzia di ottimi risultati. La strategia della diversificazione, intrapresa oltre quindici anni fa dal Gruppo ICR e tradotta in investimenti in ricerca e sviluppo, in nuove tecnologie ed in importanti acquisizioni, premia oggi con i risultati ottenuti: ICR può infatti a pieno titolo essere considerata azienda di riferimento per il mercato delle vernici industriali Con il marchio Sprint Coating, ICR offre innumerevoli soluzioni tecniche all’avanguardia proponendo cicli di verniciatura affidabili e di alta qualità per manufatti metallici e in materiali plastici; già ben apprezzati da importanti aziende italiane ed estere produttrici di macchine agricole, macchine movimento terra, veicoli commerciali, caschi, componentistica e molto altro. Con il marchio PAI-KOR, acquisito nel 2010, ICR offre una gamma di prodotti appositamente sviluppati per clienti con esigenze altamente specifiche (ad es. verniciatura serigrafica dei loghi automobilistici, laccatura di manufatti di pregio o componenti arredo di design).

N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

by Paola Giraldo

ICR è presente sia in Europa che in Africa, Asia Mediorientale ed America Latina, operando con consociate, licenziatarie e qualificati distributori, raggiungendo un fatturato consolidato di oltre 36 milioni di Euro e 130 dipendenti.

Production versatility and supply of product + service

Versatilità produttiva e fornitura di prodotto + servizio

The strategy of ICR to carve out a leading role in the field of industrial coatings is based on the provision of a combination of products and services, as well as on the versatility of its production in terms of customisation and size of the batches that can be produced. The production sites are in the two Italian cities of Reggio Emilia (20,000 m2) 1 and San Martino in Strada – Lodi (26,000 m2, Fig. 1), where the new manufacturing unit, dedicated solely to the industrial coatings for products with high quality standards, is located. The two plants enable the company to produce different types of lots, using either the Dromont industrial tinting system (Fig. 2) or dissolvers and mixers, depending on the lot size to be obtained.

La strategia ICR per ritagliarsi un ruolo di primo piano nel settore delle vernici industriali è basata sulla fornitura della combinazione di prodotto e servizio, nonché sulla versatilità della produzione in termini di personalizzazione per cliente e dimensione di lotti producibili. Le unità produttive sono a Reggio Emilia (20.000 m2) e a San Martino in Strada – Lodi (26.000 m2 fig. 1), il nuovo centro produttivo dedicato alle sole vernici industriali per produzioni con elevati standard qualitativi. I due impianti consentono all’azienda emiliana di produrre diverse tipologie di lotti, utilizzando il tintometro industriale Dromont (fig. 2) o dispersori e mulini. Ciò in base alle dimensioni del lotto che si vogliono ottenere. © ICR Industria Chimica Reggiana

ICR has subsidiaries, licensees and qualified distributors both in Europe and in Africa, Asia, Middle East and Latin America, a turnover of over 36 million Euro and 130 employees.

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BRAND-NEW

by Paola Giraldo

In both premises, there are laboratories with experienced staff and advanced analytical tools, dedicated to constantly assess the new raw materials available, but also the performance of the coatings applied to standard plates, as well as their compliance with the strictest specifications. The most demanding 2 customers can enjoy the co-engineering activities offered for their coating and quality monitoring processes.

Nelle citate sedi sono presenti laboratori dotati di personale esperto e strumenti analitici all’avanguardia, costantemente dedicati a valutare le nuove materie prime disponibili, nonché a verificare con precisione la performance dei prodotti vernicianti applicati su lamierini o supporti standard, rispetto ai requisiti dei più severi capitolati di fornitura. I clienti più esigenti posso© ICR Industria Chimica Reggiana no apprezzare le attività di co-engineering per i propri processi di verniciatura e di monitoraggio del livello qualitativo conseguito.

Product diversification

Diversificazione dell’offerta

ICR has diversified its activities in the following industries: - Industrial coatings: Special solvent and water based primers and finishes especially intended for the sectors of earthmoving machinery, agricultural machinery, industrial machinery, etc. - Special coatings: It includes screen printing inks and special enamels for companies dealing with automotive components. - Plastic: Special direct adhesion products for ABS and PC (coatings for helmets and components). - E-coat: A range of innovative products for the electroplating technology field. In this sector, ICR supplies some leading manufacturers of radiators and heat exchangers. - Solvent and water based tinting systems: Thanks to its tinting systems called Hydromix and Sprintmix, ICR is a leader in the resale market of industrial paints. These two tinting systems, one of which is water based and the other is solvent based, make use of concentrated colorants and several converters to obtain more than 15,000 pastel and metallic/pearlescent colours, which are supplied with precise colour references and a software package for a quick search. Thanks to the diversification of its products, the services offered and its manufacturing flexibility, ICR is to be considered a first level partner for those companies that consider the coating of their products a key strategic component to their success. For more information: www.icrsprint.it

ICR diversifica la propria offerta nei seguenti settori: - Industrial Coatings: con speciali primer e finiture a base solvente e a base acqua, destinati soprattutto ai settori delle macchine movimento terra, macchine agricole, macchinari industriali ecc. - Special Coatings: comprende inchiostri serigrafici e smalti speciali per aziende che trattano componentistica per l’automobile. - Plastica: il settore della plastica è raggiunto con speciali prodotti ad adesione diretta su ABS e PC (verniciatura per caschi e componentistica). - E-coat: con la linea E-coat, ICR fornisce il business delle tecnologie dell’elettrodeposizione, offrendo alla clientela industriale prodotti innovativi. In questo ambito ICR fornisce primarie aziende produttrici di radiatori e scambiatori termici. - Sistemi tintometrici all’acqua e solvente: con i due sistemi tintometrici Hydromix e Sprintmix, ICR presidia il mercato della rivendita delle vernici industriali. Si tratta di due sistemi tintometrici, di cui uno a base acqua e l’altro a base solvente, che avvalendosi di paste coloranti concentrate e numerosi converter, permettono di realizzare più di 15.000 colori pastello e metallizzati/perlati, di cui sono anche forniti riferimenti colore di precisione e un software che ne permette la ricerca veloce. Per la diversificazione dell’offerta, il servizio e la flessibilità produttiva ICR è quindi da considerarsi partner di primo livello per le aziende industriali che considerano la verniciatura dei propri manufatti una componente strategica fondamentale per il loro successo. Per maggiori informazioni: www.icrsprint.it

N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

BRAND-NEW

by Paola Giraldo

NEW ARCHITECTURAL LIGNUM SUBLIMATION SAMPLE RANGE Nuovo campionario ArchitecturalLignum per sublimazione

uropolveri has provided its sales network, customers and final users with a new consultation tool aimed at simplifying the choice of the most suitable product for the specific requirements. It is a new sample range, manufactured in collaboration with i.dek, a leading company in the production of sublimation films and other products for technical applications. The new sample range includes a wide range of “wood effect” test plates manufactured employing sublimation technology. The new sample range consists of test plates with dimensions (they measure 195 x 85 mm) and faithfulness that allow to fully appreciate all the characteristics and pluses of the treatment: The aesthetic value of the surface, the variety of colour shades, the diversity and perfect reproduction of wood grain obtained employing the ArchitecturalLignum paints produced by Europolveri and the polyester films manufactured by i.dek. The sublimation process requires the application on the metal surface (extruded aluminium or even steel) of specific powder coatings that favour the absorption of the polyester film decorations. rations. After cross-linkin cross-linking s-linking in the oven, the component or semi-processed ssed piece is wrapped ed in the film containing the decorations, which is then sealed and any residual res esidual air extracted by means of the vacuum technique so as to create a perfect adhesion between the film and the surface to be treated. Then the sublimation phase is carried out by inserting the piece in the oven at preset temperatures and times; in this phase the decorations in the film are transferred permanently to the coating off ing the metal surface. At the end, the remaining film is removed by blowing. The quality level of the ArchitecturalLignum um powd powder coatings developed by Europolveri for sublimation technology applications is guaranteed by the “Qualideco” licence obtained by this range of products. The ArchitecturalLignum product range as well as the series for sublimation application techniques also includes a series of polyester based powder coatings for “powder on powder” technique application both on horizontal and vertical surfaces. The ArchitecturalLignum powder coatings are a valid solution whenever a faithful reproduction of wood grain is required on metal artefacts destined of outdoor and indoor use: Doors, shutters, windows, entrance doors, upand-over doors, architectural structures and coatings, home appliances, furnishing elements. For further information: www.europolveri.it/intro.html

uropolveri ha realizzato per la propria rete vendita, per i clienti e gli utilizzatori finali, un nuovo strumento di consultazione finalizzato a rendere più agevole la scelta e l’individuazione del prodotto più affine e adatto alle specifiche esigenze. Si tratta di un nuovo campionario, realizzato in collaborazione con i.dek, azienda leader nella produzione di film per sublicromia e altri prodotti per applicazioni tecniche. Il nuovo campionario raccoglie un’ampia serie di lamierini “effetto legno” realizzati con tecnologia di sublimazione. Il nuovo campionario raccoglie lamierini che per dimensione (misurano 195 x 85 mm) e per la fedeltà del risultato consentono di apprezzare in modo assolutamente realistico ed esaustivo tutte le caratteristiche e i plus del trattamento: la valenza estetica della superficie, la varietà di tonalità cromatiche, la diversità e perfetta riproduzione delle venature lignee realizzate con l’impiego di vernici ArchitecturalLignum, prodotte da Europolveri, e film poliesteri realizzati da i.dek. Il processo di sublimazione prevede l’applicazione sulla superficie metallica (alluminio estruso o anche ferro) di vernici in polvere specifiche che favoriscono l’assorbimento delle decorazioni del film poliestere; dopo la reticolazione in forno, segue l’avvolgimento del manufatto o semilavol rato r con il film su cui è realizzata la decorazione, la sua saldatura e quindi l’estrazione z dell’aria residua mediante tecnica sottovuod to, to al fine di creare una perfetta aderenza tra m e superficie da trattare. Si procede quindi film alla a fase fa di sublimazione con passaggio in forno a temperature e tempi prefissati. In questa fase, le temp mpe decorazion del film vengono trasferite in modo perdecorazioni manente nel rivestimento che ricopre la superficie metalriv lica. lica ca. Infine, si rimuove il film residuo mediante soffiatura. Il livello qualitativo delle vernici in polvere ArchitecturalLignum, formulate da Europolveri per applicazione con tecnologia di sublimazione, è garantito dalla licenza “Qualideco” ottenuta per questa serie di prodotti. La gamma di prodotti ArchitecturalLignum oltre alla serie per l’applicazione con tecnica di sublimazione, comprende anche una serie di vernici in polvere, a base poliestere, per l’applicazione con tecnica “polvere su polvere” sia per impianti in orizzontale sia per impianti in verticale. Le vernici in polvere della serie ArchitecturalLignum trovano valida applicazione nei casi in cui è richiesta una fedele riproduzione della venatura lignea su manufatti metallici destinati all’esterno o all’interno, come porte, serramenti, finestre, portoni, basculanti, accessori, strutture architettoniche e rivestimenti, elettrodomestici ed elementi d’arredo. Per maggiori informazioni: www.europolveri.it/intro.html

N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

COATING

IMPREGNATION

RESEARCH & DEVELOPMENT

CLEANING

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Per Tecnofirma salire in superficie vuol dire raggiungere sempre il massimo livello di eccellenza in tecnologia, innovazione e personalizzazione, con impianti e macchine di Lavaggio, Impregnazione e Verniciatura industriale per ogni superficie in plastica e metallo.

Up to the surface is Tecnoﬁrma’s mission: to reach top level of excellence in technology, innovation, custom-engineering, with its range of washing machines, impregnation machines, painting lines for each plastic and metal surfaces to be treated.

da 60 anni l’eccellenza nei trattamenti di superﬁcie

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BRAND-NEW VALSPAR – INVER: A NEW SUPPLIER OF PAINTS FOR THE EUROPEAN INDUSTRIAL SEGMENTS Valspar – Inver: la nuova realtà industriale per la fornitura di vernici nei segmenti industriali europei

alspar Corporation, a company based in Minneapolis (MN), USA, finalised the acquisition of Inver Holding Srl, and therefore of the whole Inver Group, one of Europe’s leading manufacturers of industrial liquid and powder coatings, on August, 1st 2013. With $ 4 billion of global sales (as of 2012) of which 48% is generated outside of the United States, more than 10,000 employees and operations in 25 countries, Valspar is the 5th global supplier of paints. Valspar’s mission is to supply its customers around the world with the latest technological innovations, the highest quality and the best customer service in the entire industry of paints as well as liquid and powder coatings. On the one hand, it has an intensive investment program in the emerging markets (India, Brazil, China and South East Asia), while, on the other one, it provides an ongoing support and a constant presence in the established markets, with a very strong focus on the low environmental impact and the low VOC content of its products. The acquisition of Inver, a leader in the sectors of waterborne and powder coating systems, is part of a development strategy aimed at strengthening the presence and the service of Valspar in the European countries, especially towards the general industrial customers, and at focusing on eco-friendly technologies. The largest share (2.2 billion) of Valspar’s global sales comes from the field of coatings intended for the general, packaging, coil coating and wood industries. The rest of the sales is achieved in the fields of mural painting, DIY and automotive refinish (1.6 billion), while a smaller percentage refers to special products such as polymers and colorants. By tradition, Inver is an Italian leader in the supply of industrial liquid and powder coatings, with extensive experience in different manufacturing environments. In particular, the Bologna-based company has a history of research and development on water-borne coatings that dates back to the early 1970s. Nowadays, Inver offers a wide range of water-borne primers, enamels and additives, and has recently developed some coating systems with near zero VOC content (see ipcm® Vol. 3, no. 15, May-June 2012 pags. 30-31), ensuring excellent quality and higher chemical resistance. The integration of the product range offered by Inver with that of Valspar will enable this new industrial business to provide the architectural, transportation, agricultural machinery, construction machinery, earthmoving machinery, anti-corrosion, and energy industries worldwide with high quality water-based, solvent-based, high solid, powder, and electrodeposition products and innovative technologies. For further information: www.valsparglobal.com or www.inver.com

o scorso 1 Agosto la statunitense Valspar Corporation, con sede a Minneapolis (MN) ha finalizzato l’acquisizione dell’italiana Inver Holding Srl, e quindi di tutto il Gruppo Inver, produttore leader in Europa di vernici industriali liquide e in polvere. Con 4 miliardi di dollari di vendite globali (dato 2012), di cui il 48% generate al di fuori degli Stati Uniti, oltre 10.000 dipendenti e operazioni in 25 paesi, Valspar è il 5° fornitore globale di vernici. La missione di Valspar è trasferire ai propri clienti nel mondo le ultime innovazioni tecnologiche, la qualità più alta e il miglior servizio clienti dell’intera industria delle pitture e delle vernici liquide e in polvere. Se da un lato Valspar segue un intenso programma di investimento nei mercati emergenti (India, Brasile, Cina e Sud Est Asiatico), dall’altro fornisce un continuo supporto e una presenza costante suo mercati consolidati, con un focus molto forte sul basso impatto ambientale e i sistemi con ridotto COV. L’acquisizione di Inver, leader nella tecnologia dei sistemi di verniciatura a base acqua e in polvere, si inserisce in una strategia di sviluppo focalizzata a potenziare la presenza e il servizio di Valspar nei paesi europei, soprattutto verso i clienti general industrial, e a rafforzare le tecnologie eco-compatibili. Dei 4 miliardi di dollari di vendite globali, Valspar realizza la quota maggiore (2,2 miliardi) nel settore dei rivestimenti per i settori general industry, packaging, coil coating e legno. Il resto delle vendite è realizzato nel settore delle pitture murali, fai-da-te e delle vernici per carrozzeria (1,6 miliardi), mentre una percentuale minore si riferisce a prodotti speciali come polimeri e coloranti. Per storia e tradizione, Inver è leader italiana nella fornitura di vernici liquide e in polvere per i mercati industriali, con una grande esperienza in ambienti produttivi diversi. In particolare, l’azienda di Bologna vanta una storia di ricerca e sviluppo sulle vernici all’acqua che risale ai primi anni 70. Oggi il portfolio Inver comprende una vasta gamma di primer, smalti e additivi a base acqua mentre di recente sviluppo sono i sistemi di verniciatura con contenuto di COV vicino allo zero (vedi ipcm® Vol. 3, n. 15, Maggio-Giugno 2012 pagg. 30-31), che vantano eccellente qualità, e superiori prestazioni di resistenza chimica. L’integrazione del portfolio Inver con quello esistente di Valspar consentirà alla nuova realtà industriale di fornire prodotti di qualità e tecnologie innovative a base acqua, base solvente, ad alto solido, in polvere e per elettrodeposizione, ai mercati dell’architettura metallica, dei trasporti, delle macchine agricole, da cantiere, e movimento terra, dell’anticorrosione e dell’energia in tutto il mondo. Per maggiori informazioni: www.valsparglobal.com o www.inver.com

10 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

by Paola Giraldo

“COATING IN PINK”: A WOMAN WHO BUILT A COMPANY “La verniciatura in rosa”: una donna che ha fatto l’impresa

ast October 29th 2013, Maria Berera o scorso 29 ottobre 2013 Maria Minelli (Fig. 1), founder of Verind Berera Minelli (fig. 1), fondatrice delcompany (Rodano, MI, Italy) - now part of la società Verind di Rodano (MI), oggi the Dürr Group - celebrated a very important parte p del gruppo Dürr, ha festeggiato un milestone with an amazing party in the iimportante traguardo con una magnifica headquarters in Milan: Her first 90 years ffesta in azienda sita in Milano: i suoi primi (Fig. 2). “Knowing myself, and especially 90 anni! (fig. 2) knowing my mother, what can be more “Conoscendomi, ma soprattutto conoweird than thinking about preparing a book scendo mia mamma, cosa ci può essere about her ‘first’ 90 years?”. With these words di più anomalo che pensare di preparare Claudio Minelli introduce the book “Coating in un libro sui suoi “primi” 90 anni?” Con questo pensiero Claudio Minelli introduce il lipink” (Fig. 3, La verniciatura in rosa), a delicate 1 Maria Berera Minelli, founder of Verind company, and engaging story about Maria Berera Minelli bro “La verniciatura in rosa” (fig. 3), un decelebrated a very important milestone with an amazing presented during the party attended by all licato e coinvolgente racconto della storia party in the headquarters: Her ﬁrst 90 years. the employees, the press and the managing di Maria Berera Minelli presentato durante Maria Berera Minelli, fondatrice della società Verind, ha bodies of the sector’s associations. la festa, cui hanno partecipato tutti i dipenfesteggiato un importante traguardo con una magniﬁca festa in azienda: i suoi primi 90 anni. Rainer Gausepohl, Vice denti, la stampa e gli organi direttivi President and CFO of delle associazioni di settore. 2 Dürr Systems GmbH, also Anche Rainer Gausepohl, Vice The party was attended the celebration, President & CFO Dürr Systems attended by all the employees, the press giving to Mrs. Maria Berera GmbH, ha partecipato ai festeggiaand the managing Minelli his best wishes from menti, rivolgendo alla sig.ra Berera bodies of the sector’s associations. the German multinational Minelli gli auguri sentiti da parte company. della multinazionale tedesca. Alla festa hanno partecipato tutti It’s impossible to describe È impossibile pensare di descrivere i dipendenti, la Maria Berera Minelli’s life la vita di Maria Berera Minelli senstampa e gli organi without mentioning the strong direttivi delle za un legame a corda doppia con associazioni di connection with Verind, her la sua Verind, la sua azienda, l’orgosettore. company, the pride which, glio che, ancora oggi, la vede tutte le even today, sees her every morning on the bridge mattine sul ponte di comando. deck. Da 55 anni Verind è una realtà inFor 55 years Verind has been a leading industrial protagonistt dustriale di primo piano nella progettazione, produin design, production and installation of coatings application zione e installazione di sistemi di applicazione verniz system. In the 90s, the company allied with Dürr Group, ci. ci Negli anni 90 la società si è alleata al Gruppo Dürr Stuttgart (Germany), global leader in the finishing treatmentss di Stoccarda, leader mondiale nei trattamenti di finitura for the automotive field, which manufactures innovative in campo automobilistico, che produce impianti e robot c plants and robots. ultrainnovativi. ultra The Italian genius and fantasy form – together Genialità e fantasie italiane che insieme all’orwith the German organization – a winning ganizzazione tedesca formano un insieme vin3 formula. Maria Berera Minelli, with her ability cente. Maria Berera Minelli, con la sua capacità The book “Coating in pink” (La verniciatura in rosa), a of being “flexibly determined”, represents an di essere “flessibilmente decisa”, rappresenta delicate and engaging story about Maria Berera Minelli. effective synthesis of both of these qualities. Il libro “La verniciatura in rosa”, un delicato e coinvolgente un’efficace sintesi di entrambe queste qualità. For further information: www.verind.net Per maggiorni informazioni: www.verind.net racconto della storia di Maria Berera Minelli.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

08 - 11 April 2014 Fiera di Karlsruhe, Germania Exhibition Center Karlsruhe, Germany

PaintExpo /D SL LPSRUWDQWH 多HUD LQWHUQD]LRQDOH SHU le tecnologie di verniciatura industriale Leading International Trade Fair for Industrial Coating Technology

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ipcm

速

N属25 - January/February

... On the road to IPCM速 n. 25... ...Verso IPCM速 n. 25...

A PERFECT INTEGRATION IN THE COATINGS FOR HEAVY MACHINERY Una perfetta integrazione nelle vernici per le macchine movimento terra Christian Lucano Inver Valspar, Bologna, Italy christian.lucano@valspar.com

Opening photo: Inver is proud to be a leading supplier of painting solutions for a variety of industrial segments, in particular for the Heavy Machinery market. Foto d’apertura: Inver è sempre stata orgogliosa di essere un fornitore di primo piano di soluzioni tecniche di verniciatura per diversi segmenti industriali, in particolare per il mercato delle macchine movimento terra.

eing a leader in an industry does not only mean having a complete range of products and services but also a winning mentality that is relentlessly focused on innovative solutions. When Minneapolis based Valspar Corporation, with over 200 years in the production of paints and coatings, and global revenues of about $ 4 billion, has acquired the entire Inver Group in August 2013, a unique partnership in the ﬁeld of industrial coatings was formed. The resulting entity is a company with more than 10,000 employees in 25 countries that is primarily focused on being the leader in the paints and coatings industry in technical innovation, safety, environmental stewardship, and continuous improvement. Inver has always taken great pride in being a leading technical solutions provider for a variety of industrial segments, and particularly for the Heavy Machinery or ACE (Agricultural and Construction Equipment (Ref. Opening Photo - Figs. 1 and 2) market. Similarly, Valspar also has focused its research in this area, resulting in strong and enduring relationships with customers such as Caterpillar, John Deere, and Komatsu.

14 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

ssere leader in un’industria non significa solo avere una gamma di prodotti e servizi completa, ma anche una mentalità vincente focalizzata senza sosta su soluzioni innovative. Quando Valspar Corporation, con sede a Minneapolis (USA), da più di 200 anni nel settore della produzione di vernici e rivestimenti e con un fatturato globale di circa 4 miliardi di dollari, ha acquisito Inver Group nell’agosto 2013, si è formata una partnership unica nel campo delle vernici industriali. Il risultato è una società con più di 10 mila dipendenti in 25 nazioni, focalizzata principalmente sull’essere leader dell’industria delle vernici e dei rivestimenti in tema di innovazione, sicurezza, responsabilità ambientale e miglioramento continuo. Inver è sempre stata orgogliosa del proprio ruolo di fornitore di soluzioni tecniche di primo piano per diversi segmenti industriali, in particolare per il mercato delle Macchine Movimento Terra o ACE (Agricultural and Construction Equipment, macchine agricole - foto d’apertura e fig. 1 - ed edili – fig. 2). Allo stesso modo, anche Valspar ha focalizzato la sua ricerca in quest’area, tessendo relazioni solide e durature con clienti come Caterpillar, John Deere e Komatsu.

HIGHLIGHT OF THE MONTH The combined entity of Valspar and Inver offers the most complete and technically advanced product and service solutions for the Heavy Machinery market – anywhere on planet earth! The company is committed to providing customers a total cost solution by bringing innovative products and improving application process. This last commitment could consist on productivity increase, material usage reduction, energy saving while keeping the performance and robustness of our coatings. Solvent-borne coatings, high solids, ultra high solids, water-borne coatings, powder and electrophoresis; Inver and Valspar cover this entire range like no other coating company with a range of high quality products, customized specifically to meet the needs of each individual customer. Years of experience and continuous research have led to the development of traditional solvent-borne coatings both in the high solids and the ultra high solids range. These platforms both fully satisfy the expectations of the most demanding customers in the Heavy Machinery industry. Valspar and Inver can offer the widest range of primers, topcoats, and direct to metal products, both in mono and two-component chemistries, and will customize each of these products according to the requirements and the application conditions of each customer. The high solids and ultra high solid technology, wellestablished in the United States, Asia, India, and Latin America, allows customers to switch easily from a higher emission solvent-borne systems to a low solvent emission system, without substantial changes to performance or application properties. The Heavy Machinery industry has long been focused on the use of eco-friendly coatings, such as water-borne, ultra high solids and powder. With these types of coatings, emissions of volatile organic compounds (VOC) into the atmosphere are drastically reduced, allowing compliance with environmental regulations, even for customers with high consumption of coatings. The change from solvent-borne systems to water-borne, keeping unaltered the characteristics of the coating applied in terms of durability, chemical and physical resistance, is followed with complete support from Valspar,

L’unione di Valspar e Inver offre le soluzioni di prodotto e di servizio tecnicamente più avanzate per il mercato delle macchine movimento terra in tutto il mondo. Si impegna a fornire ai clienti una soluzione di costo globale offrendo prodotti innovativi e migliorando i processi di applicazione. Quest’ultimo aspetto consiste, per esempio, nell’aumento della produttività, nella riduzione del consumo di materiali e nel risparmio energetico, mantenendo al tempo stesso le prestazioni e la solidità delle vernici fornite. Vernici a base solvente, alto solido, ultra alto solido, vernici a base acqua, polvere ed elettroforesi: Inver e Valspar coprono l’intera gamma come nessun’altra azienda di vernici, con una varietà di prodotti di alta qualità, personalizzati specificatamente per soddisfare i bisogni di ogni singolo cliente. Anni di esperienza e ricerca continua hanno portato allo sviluppo di vernici tradizionali a base solvente, sia nella gamma alto solido sia ultra alto solido. Entrambe le piattaforme soddisfano le aspettative dei clienti più esigenti nell’industria delle macchine movimento terra. Valspar e Inver possono offrire la più ampia scelta di primer, smalti a mano unica, sia mono che bicomponenti, e personalizzare ognuno di questi prodotti secondo i requisiti e le condizioni di applicazione di ogni cliente. La tecnologia alto solido e ultra alto solido, consolidata negli Stati Uniti, in Asia, India e America Latina, consente ai clienti di passare facilmente da sistemi a basa solvente con emissioni elevate a sistemi a solvente con basse emissioni, senza variazioni sostanziali alle prestazioni o nelle proprietà di applicazione. L’industria delle macchine movimento terra è da tempo concentrata nell’uso di vernici a basso impatto ambientale, per esempio a base acqua, ad alto solido e in polvere. Con queste tipologie di vernici, le emissioni di composti organici volatili (COV) nell’atmosfera si riducono drasticamente, raggiungendo la conformità con i regolamenti ambientali, anche per i clienti con elevati consumi di vernice. Il passaggio dai sistemi a base solvente ai sistemi a base acqua, mantenendo inalterate le caratteristiche della vernice applicata in termini di durabilità e resistenza chimica e fisica, è completamente supportato da Valspar, sia durante la fase di pre-analisi del processo che durante lo sviluppo delle formule, seguiti da prove pilota fino al raggiungimento

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

A Perfect Integration in the Coatings for Heavy Machinery

The combined entity of Valspar and Inver offers the most advanced painting systems for the Heavy Machinery markets worldwide. The company is committed to offer to providing customer a total cost solution by bringing innovative products and improving application processes. L’unione di Valspar e Inver offre le soluzioni di verniciatura tecnicamente più avanzate per il mercato delle macchine movimento terra in tutto il mondo. L’azienda si impegna per fornire ai clienti una soluzione di costo totale offrendo prodotti innovativi e migliorando i processi di applicazione.

during the pre-analysis phase of the process, during the development of the formulations, and is followed by pilot trial, until we achieve the mutually agree upon goals. The system consists of water-borne Inverpur primer + Inverpur topcoat, using the same catalyst , and it is now used by most of the Italian customers in the Agricultural and Construction sectors, and their subcontractors. The primary reason for this is because it allows them to obtain excellent outdoor performance, while providing excellent aesthetics, and all this with virtually no solvent emissions. This system has no equal in the global market. The following table (Table 1) summarizes some of the features of a traditional solvent-borne cycle, water-borne acrylic (Inverpur) cycle and a cycle of water-borne epoxyacrylic (Idroxinver + Inverpur). The comparisons were performed on samples in coldrolled and sandblasted sheet and in cold-rolled, iron salts phosphated steel. These samples were all coated in the Inver laboratory and subjected to the tests after the complete transformation of the ﬁlm. Substrate: SA 2. sandblasted Fe DC04 1.50 mm sheet and cold-rolled, iron salts phosphated steel.

degli obiettivi prefissati con la clientela. Il sistema costituito dal primer a base acqua Inverpur + mano a finire Inverpur, con l’utilizzo dello stesso catalizzatore, attualmente viene utilizzato dalla maggior parte dei clienti italiani dei settori agricolo e costruzioni, oltre che dai loro terzisti. Il motivo principale di questa scelta risiede nel fatto che permette di ottenere eccellenti prestazioni all’esterno, offrendo al tempo stesso un eccellente aspetto estetico, tutto questo, praticamente senza emissioni. Questo sistema non ha eguali nel mercato globale. La seguente tabella (tab. 1) riassume alcune delle caratteristiche di un ciclo tradizionale a base solvente, un ciclo acrilico a base acqua (Inverpur) e un ciclo epossidico a base acqua (Idroxinver + Inverpur). I confronti sono stati eseguiti su campioni di lamierini laminati a freddo e sabbiati, e in acciaio laminato a freddo e fosfatato ai sali di ferro. Questi campioni sono stati verniciati nel laboratorio Inver e sottoposti ai test dopo la completa trasformazione del film. Substrato: lastra laminata a freddo sabbiata con grado SA 2 Fe DC04 1.50 mm e acciaio laminato a freddo fosfatato ai Sali di ferro.

Table1. comparison between a two-component solventbased acrylic system and two waterborne systems (epoxy-acrylic and acrylic) -

Tabella 1: confronto tra un sistema acrilico bicomponente a base solvente e due sistemi a base acqua (epossidico-acrilico e acrilico)

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HIGHLIGHT OF THE MONTH

CATENE PER CONVOGLIATORI

CUSCINETTI Coating system Two-component Solvent

Two-component Waterborne

Test

2K Epoxy Primer (Epoxinver primer CT113) 2K Polyurethane Topcoat (Inverplast/B)

2K Epoxy Primer (Idroxinver/e extra primer) 2K Acrylic Topcoat (Inverpur topcoat)

2K Acrylic Primer (Inverpur primer) 2K Acrylic Topcoat (Inverpur topcoat)

Dry film tickness

120 – 150 μm

130 – 150 μm

100 – 120 μm

Gloss (ASTM D523) reading angle 60°

92 gloss

90 gloss

Adhesion (ISO2409) 2 mm comb

Gt 0

*Conical Mandrel Flexibility

Slight cracking of the film in the first 1.5 cm

No cracking of the film

*Cylindrical Mandrel Bending

No cracking of the film

*Direct Impact Test From 200 mm

No cracking of the film

Salt Spray (500 h)

Penetration in the cross: 1-2 mm

Water Test (500 h)

No deviation in the film Adhesion GT 0

UV Condenser (200 h) Yellow topcoat

Gloss retention = 97% Color change ΔE = 0.9

Gloss retention = 97% Color change ΔE = 0.4

Cycle: light (8h) + condensation (4h), total duration 400 h

Gloss retention = 91% Color change ΔE = 0.9

Gloss retention = 97% Color change ΔE = 0.4

* Non-sandblasted steel samples have been used

* Sono stati usati campioni di acciaio non sabbiato

So, whether your application and requirements are best suited to solvent-borne or water-borne systems – the combined entity of Valspar and Inver are uniquely positioned to meet or exceed your expectations. Many Heavy Machinery manufacturers utilize powder coatings because they offer easy application, nearly zero solvent (VOC) emissions, and excellent performance. Valspar and Inver have a wide range of DTM (direct to metal – monolayer) powder coatings that offer excellence performance, and are approved by the leaders in the Heavy Machinery market. If increased performance is desired, a variety of primers can be used to accomplish this goal. If electrocoat is required, Valspar and Inver offer Vectrogard 950 and Vectrogard 950E; superior technology that offers complete coverage with a thin epoxy primer layer. If waterborne liquid coatings are required, Valspar and Inver can offer

Quindi, sia che si tratti di un’applicazione i cui requisiti sono più adatti ai sistemi a base solvente o a base acqua, la nuova entità dall’unione di Valspar e Inver è in una posizione unica per soddisfare o superare ogni aspettativa. Molti produttori di macchine movimento terra utilizzano vernici a polvere perché offrono facilità di applicazione, emissioni di solvente (COV) quasi zero e prestazioni eccellenti. Valspar e Inver hanno un’ampia gamma di vernici in polvere DTM (direct to metal, mano unica) che offrono prestazioni eccellenti e sono approvate dai leader di mercato delle macchine movimento terra. Per avere un aumento delle prestazioni, è disponibile un’ampia scelta di primer di varia natura. Se è richiesta l’elettrodeposizione, Valspar e Inver offrono Vectrogard 950 e Vectrogard 950E: tecnologia superiore che offre una completa copertura con un sottile strato di primer epossidico. Se sono richieste vernici a base acqua, Valspar e Inver offrono Idrayon,

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A Perfect Integration in the Coatings for Heavy Machinery

The Heavy Machinery a industry has long been focused on the use of ecofriendly coatings, such as waterborne, ultra high solids, and powder. With these types of coatings, emissions of volatile organic compounds (VOC) into the atmosphere are drastically reduced allowing compliance with environmental regulations, even for customer with high consumption of coatings. L’industria delle macchine movimento terra e agricole è da tempo concentrata nell’uso di vernici attente all’ambiente, per esempio a base acqua, ad alto solido e in polvere. Con questi tipi di vernici, le emissioni di composti organici volatili (COV) nell’atmosfera si riducono drasticamente, raggiungendo la conformità con i regolamenti ambientali, anche per i clienti con elevati consumi di vernice.

Idrayon, with excellent anticorrosive characteristics and suitable for overcoating with powder coatings. But the latest Valspar and Inver research and development effort has resulted in the formulation of Valde ECP (Edge Coverage Powder), a two coat, single cure system that is revolutionizing powder application. This innovative system provides Heavy Machinery customers best in class edge corrosion resistance, class A appearance, and does so with significant cost and cycle time savings when compared to current systems. Combine this with the excellent environmental profile, and the result is innovation, low cost, and environmental stewardship. Considering 2 that premature corrosion costs the Heavy Machinery industry $250 million annually, and that edge corrosion is the primary problem, Valde ECP is a true “game changer”. Technical service has become a critical requirement for every industrial customer. Having a network of INVERCOLOR, specialized retailers and distribution points of coatings throughout Europe, allows customers to have constant and reliable support for each request. With the help of Inverama tintometric liquid systems (solvent and water-borne), and with the recent development of the Inverspeed powder tintometric system, Inver can ensure the delivery of small amounts of coatings in a short time and with the color requested by the customer. The next few years will see considerable expansion of distribution points across Europe, which will support the manufacturing plants already present in Italy, France, UK, Germany, Poland and Finland. Additionally, Valspar and Inver will look to replicate this system around the globe, ensuring that multi-national or global customers can benefit from the customer focused leadership this combined entity creates wherever they do business today and in the future.

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con eccellenti caratteristiche anticorrosive e adatto per la sovra verniciatura con vernici in polvere. Il più recente risultato nella ricerca e sviluppo di Valspar e Inver è la formulazione di Valde ECP (Edge Coverage Powder), un sistema a doppio strato di vernici in polvere con unica polimerizzazione, che sta rivoluzionando l’applicazione nel settore delle macchine movimento terra. Questo sistema innovativo offre ai clienti la migliore copertura dei bordi, aumentandone la resistenza alla corrosione, che costa all’industria delle macchine movimento terra circa 250 milioni di dollari all’anno. Inoltre un elevato aspetto estetico e notevoli risparmi nei costi e nel tempo/ciclo rispetto agli altri sistemi attuali, combinati ad un eccellente profilo ambientale, fanno si che Valde ECP sia un prodotto in polvere davvero rivoluzionario. Il servizio tecnico è diventato una necessità per ogni cliente industriale. Il network INVERCOLOR, con rivenditori specializzati e punti di distribuzione per vernici in tutta Europa, permette ai clienti di avere un supporto continuo e affidabile per ogni richiesta. Con l’ausilio dei sistemi tintometrici Inverama (a base acqua e solvente) e con il recente sviluppo del sistema tintometrico a polveri Inverspeed, Inver può assicurare la consegna di piccole quantità di vernice in poco tempo, con il colore richiesto dal cliente. Nei prossimi anni assisteremo a una considerevole espansione dei punti di distribuzione in Europa, che supporteranno gli impianti produttivi già presenti in Italia, Francia, Regno Unito, Germania, Polonia e Finlandia. Inoltre, Valspar e Inver intendono replicare questo sistema in tutto il mondo, in modo che le multinazionali e i clienti globali possano trarre benefici dalla leadership focalizzata sul cliente che questa organizzazione crea ovunque essi operino, oggi e in futuro.

SURFACE TREATMENT TECHNOLOGY

THE PARADISE FOR R&D IN THE AUTOMOTIVE COATING INDUSTRY Il Paradiso per la ricerca e lo sviluppo nel settore della verniciatura dell’auto Alessia Venturi, ipcm

“P

ardis” means “paradise” in Persian. Devoid of any religious connotation, this term refers to a utopian peaceful place not subject to the passing of time, a garden offering quietness and happiness. Authors like Xenophon Opening Photo: used this word for the famous “paradise” imperial garden Pardis Innovation Centre, the in Persia – the symbol of the sovereign’s ordering ability, R&D facility devoted to the automotive coating sector, as opposed to the chaotic rest of the at Geico’s headquarters in world. Cinisello Balsamo (MI), Italy. The Pardis Innovation Centre – the Foto d’apertura: world’s most important technology hub Il Pardis Innovation Centre, il centro di ricerca specifico in the field of automotive pre-treatment per la verniciatura dell’auto, and coating systems (See Opening all’interno della sede Geico a Photo) – is the brainchild of a visionary Cinisello Balsamo (MI). entrepreneur, Ali Reza Arabnia (Fig. 1), the Chairman, CEO and President of 1 the Geico Group. He wanted to give Ali Reza Arabnia, Chairman, his company and his employees a CEO and President of the Geico Group, in the Laura’s place for focusing on research and Garden of Thoughts. development, organising meetings Ali Reza Arabnia, Chairman, with the automotive manufacturers’ CEO e Presidente del gruppo representatives, and experimenting Geico, all’ingresso del 1 Giardino dei Pensieri di Laura. with green paint processes, but also ®

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“P

ardis” in Persiano significa “paradiso” un termine che, scevro di qualsiasi connotazione religiosa, rimanda a un luogo utopico sereno e non soggetto al trascorrere del tempo, un giardino caratterizzato da pace e felicità. Fonti come Senofonte usavano questo termine per indicare il famoso giardino “paradiso” imperiale persiano, simbolo visibile della capacità ordinatrice del sovrano, contrapposta al resto del mondo caotico. Il Pardis Innovation Centre – il polo tecnologico più importante del mondo nel campo degli impianti di pretrattamento e verniciatura auto (rif. foto d’apertura) – è figlio della mente di un imprenditore visionario, Ali Reza Arabnia (fig. 1), Chairman, CEO e Presidente del gruppo Geico, che ha voluto donare alla propria azienda e ai propri dipendenti un luogo dove fare ricerca e sviluppo, organizzare incontri con le delegazioni automobilistiche, sperimentare processi di verniciatura green, ma anche un’area ricreativa

HIGHLIGHT OF THE MONTH

All the main plant engineering technologies by Geico, from the pre-treatment and cataphoresis lines to the latest generation booths, are available at the Pardis Innovation Centre. Presso il Pardis Innovation Centre si trovano le principali tecnologie impiantistiche Geico, dalla linea di pretrattamento e cataforesi alle cabine di ultima generazione.

a recreational area where they could relax, socialise, play sports, read, and eat good food: a non-place, helping the employees better withstand the sometimes frenetic pace of this Group that, since 1963, has built automotive coating systems all over the world. “I have dedicated this place called _Laura’s Garden of Thoughts_ to my wife Laura,” Ali Reza Arabnia explained during the inauguration of the centre on 10th May 2013, “because her presence and her support have been crucial to Geico’s success. And I want to give it to my employees to return the love that I have received during these years in Italy.” Geico’s Pardis Innovation Centre has existed since 2009 as a research centre devoted to the automotive coating sector, but on the occasion of the ﬁftieth anniversary of the company and of the HQ relocation to a new, futuristic seat in Cinisello Balsamo, near Milan, the laboratories (Fig. 2) have been combined with a leisure area with indoor gardens (Fig. 3), a restaurant (Fig. 4), a gymnasium, an amphitheatre (Fig. 5) for cultural events and an area devoted to literature and photography (Fig. 6) available to all employees.

dove rilassarsi, socializzare, fare sport, leggere e mangiare buon cibo: un non-luogo, dove i dipendenti possono sopportare meglio i ritmi operativi talvolta frenetici di questo Gruppo che, dal 1963, costruisce impianti di verniciatura per auto in tutto il mondo. “Ho voluto dedicare Il Giardino dei Pensieri di Laura a mia moglie, Laura,– spiega Ali Reza Arabnia durante l’inaugurazione del centro lo scorso 10 maggio 2013 – perché la sua presenza e il suo supporto sono stati fondamentali per portare Geico ai livelli dove si trova ora. E ho voluto donare quest’area ai miei dipendenti, sui quali cerco di trasferire l’affetto che io ho ricevuto in questi anni di attività in Italia”. Il Pardis Innovation Centre, come centro di ricerca specifico per la verniciatura dell’auto, è presente in Geico sin dal 2009, ma in occasione del cinquantenario dell’azienda e del trasferimento dell’HQ in una nuova sede di avveniristica concezione a Cinisello Balsamo, alle porte di Milano, la struttura di ricerca e sviluppo (fig. 2) è abbinata ad un’area ricreativa dotata di giardini interni (fig. 3), ristorante (fig. 4), palestra, anfiteatro (fig. 5) per eventi culturali e area dedicata a letteratura e fotografia (fig. 6) a disposizione di tutti i dipendenti.

Laura’s Garden of Thoughts, the emotional and cultural area inside Geico headquarters. Il Giardino dei Pensieri di Laura, l’area culturale ed emozionale della sede Geico. 4

The bistrot restaurant available to the employees. 3

Il ristorante bistrot a disposizione dei dipendenti.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

The Paradise for R&D in the Automotive Coating Industry

The auditorium used for meetings as well as cultural and literary events. L’auditorium utilizzato per incontri, riunioni, presentazioni culturali e letterarie. 6

The area devoted to reading and photography exhibitions. L’area dedicata alla lettura e alle mostre fotograﬁche.

The scale model of an energy autonomous coating plant, powered by renewable sources. Il modellino di un impianto di verniciatura completamente autonomo dal punto di vista energetico con approvvigionamento da fonti rinnovabili. 8

The car manufacturers’ delegations can see the last technological solutions developed by the company. Le delegazioni delle case automobilistiche possono vedere le ultime soluzioni tecnologiche messi a punto dall’azienda.

The property has an area of 6,000 m2. Its construction has required an investment of 11 million Euros and eight months of work. “The coating systems are still one of the most energy-consuming ones in a car manufacturing plant,” Arabnia states. “The ultimate goal we have set for ourselves at the Pardis is to build a zero impact, selfsufficient system by 2020.” Here, pioneering sustainable systems have been conceived, which were later adopted by the major car manufacturers that Geico provides (including Fiat, Mitsubishi, Renault, Peugeot-Citroën, Audi, Nissan, General Motors, Ford, and Qoros), and always new application concepts and targeted solutions to reduce consumption and pollutants are being designed. While in 2000 the average energy consumption of a coating plant was 7 about 900 kW per bodywork, now Geico offers solutions with a consumption of about 400 kW per bodywork. The company aims at designing by 2020 completely energy autonomous systems that should be highly efficient, ensure a 70% saving on consumption (e.g. by being flexible and adaptable to any changes in the production rates) and use 30% renewable energy from sources such as solar panels and wind energy (Fig. 7).

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La struttura ha una superficie di 6.000 m2, ha richiesto un investimento di 11 milioni di euro e otto mesi di lavoro per la sua costruzione. “Gli impianti di verniciatura restano ancora oggi i più grandi utilizzatori di energia in uno stabilimento di produzione auto – spiega Arabnia – L’obiettivo finale che ci poniamo al Pardis è quello di realizzare entro il 2020 un impianto autosufficiente a impatto zero”. Presso il Pardis Innovation Centre sono nati pioneristici sistemi ecosostenibili, adottati poi dalle grandi case automobilistiche clienti di Geico (fra le quali Fiat, Mitsubishi, Renault, Peugeot-Citroën, Audi, Nissan, General Motors, Ford, Qoros) e sono allo studio sempre nuove implementazioni e soluzioni mirate a contenere i livelli dei consumi e degli inquinanti. Se nel 2000 il consumo energetico medio di un impianto di verniciatura era di circa 900 kw per scocca, oggi la Geico offre delle soluzioni che portano i consumi a circa 400 kW per scocca con l’obiettivo di arrivare entro il 2020 a progettare impianti di verniciatura completamente autonomi dal punto di vista energetico, un’efficienza garantita con un 70% di risparmio sui consumi (rendendoli, ad esempio, flessibili e adeguati al variare dei tassi di produttivi) e con un 30% ottenuto da fonti energetiche rinnovabili come i pannelli solari e l’energia eolica (fig. 7).

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Il Pardis continuerà ad essere meta abituale di delegazioni delle maggiori case automobilistiche, cui sono dedicati gli Experiment Day: oltre 40 appuntamenti nel corso degli ultimi due anni, che hanno portato a Cinisello Balsamo gli specialisti diquasi tutte le case automobilistiche più importanti al mondo. “Durante l’Experiment Day – prosegue Arabnia – le delegazioni vengono accompagnate alla scoperta degli ultimi procedimenti e brevetti (fig. 8); poi si organizzano incontri di brainstorming per individuare le aspettative critiche dei clienti e organizzare gruppi di lavoro con l’obiettivo di trovare le adeguate soluzioni tecniche”. Geico – membro del consorzio Poliefun che sotto la guida del Politecnico di Milano promuove la cultura industriale nel settore del trattamento delle superfici – ha inoltre allo studio iniziative in collaborazione con il mondo della Scuola e delle Università, per fare del Pardis una meta privilegiata di studenti e ricercatori. Il cinquantesimo dell’azienda (nonché centenario del partner Taikisha, fondata nel 1913), sta coincidendo con un anno ricco di soddisfazioni. Geico ha infatti da poco ottenuto l’incarico di realizzare il secondo impianto completo Avtovaz-Renault Nissan di Togliattigrad, in Russia, per un controvalore di 70 milioni di euro. Per i medesimi committenti Geico aveva portato a termine lo scorso anno, nella stessa città, un altro progetto analogo da 100 milioni di dollari. “È un enorme soddisfazione per noi essere riconfermati come partner di riferimento per l’alleanza tra Avtovaz e Renault Nissan – commenta Luciano Dinatale, Direttore commerciale del Gruppo – oggi siamo interlocutori principali per case automobilistiche che negli ultimi cinque anni ci hanno affidato quattro commesse di assoluta rilevanza. Il nuovo impianto Geico, con la sua capacità produttiva annuale di 300.000 scocche, sarà uno dei più grandi in assoluto per superficie e produzione, e si collocherà al’interno del polo produttivo più ampio al mondo, in grado di realizzare circa un milione di vetture all’anno su una lunghezza di 140 km di linee produttive”.

Azienda con Sistema Qualita’ Certificato

The Pardis Innovation Centre will continue to be a regular destination for the major car manufacturers, for whom recurring Experiment Days are organised. More than 40 events over the last two years have gathered in Cinisello Balsamo specialists from almost all the major car companies in the world. “During an Experiment Day,” Arabnia continues, “the delegations are shown the last innovations in terms of processes and patents (Fig. 8); a brainstorming session follows to discuss the critical expectations of the customers and create work groups with the aim to find the best technical solutions.” Geico – a member of the Poliefun association, which promotes the industrial culture in the surface treatment field together with Politecnico di Milano – is also organising some events in collaboration with schools and universities, to make the Pardis a favoured destination of students and researchers. The fiftieth anniversary of the company (as well as the hundredth anniversary of its partner Taikisha, established in 1913), is coinciding with a successful year. Geico has recently been chosen to build the second complete system for AvtoVAZ-Renault-Nissan in Togliattigrad, Russia, for an amount of 70 million Euros. For the same customer and in the same city, last year Geico completed a similar, 100 million dollars worth project. “Being reconfirmed as a reference partner for the AvtoVAZ-Renault-Nissan alliance is a great satisfaction for us,” Luciano Dinatale, the Commercial Director of the Group, states. “Currently, we are key partners for some automotive companies that, over the last five years, have entrusted us with four orders of great importance. The new Geico plant, with its annual production capacity of 300,000 bodyworks, will be one of the greatest ones in terms of area and production, and will be located inside the largest manufacturing centre in the world, able to handle about a million cars per year with its 140 km long 8 production lines.”

HIGHLIGHT OF THE MONTH

ROBOTICS AS THE MAXIMISATION OF THE PROCESS EFFICIENCY: CARRARO DRIVETECH'S INVESTMENT DECISIONS La robotica come massimizzazione dell’efficienza di processo: le scelte di Carraro Drivetech Alessia Venturi ipcm ®

Opening Photo: The Carraro Drivetech premises, where advanced power transmission systems are manufactured Foto d’apertura: l’interno della factory Carraro Drivetech dove si producono sistemi all’avanguardia per la trasmissione di potenza.

he Carraro Group’s development is a successful case history of a business that, through differentiation, innovation and internationalisation strategies, has become a multinational world leader in the field of highly efficient and eco-friendly power transmission systems (Fig. 1). With a consolidated turnover in 2012 of over 874 million Euros, it is a manufacturing company of excellence in the Italian industry. The investment decisions of the firm, from the late 1990s to today, have always been aimed at the internationalisation of the production understood not as a simple offshoring project to reduce costs, but as a development strategy to produce and trade both in Italy and abroad, with different logics depending on the Country and the target market. The recent investment in robotics and automation made by Carraro Drivetech (see opening photo), one of the three business areas of the Group, on

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o sviluppo del Gruppo Carraro rappresenta una case history di successo di una realtà imprenditoriale che, attraverso strategie di differenziazione, innovazione ed internazionalizzazione, è divenuta una realtà multinazionale leader mondiale nel settore dei sistemi per la trasmissione di potenza (fig. 1) altamente efficienti ed eco-compatibili. Con un fatturato consolidato 2012 di oltre 874 milioni di Euro, rappresenta una realtà manifatturiera d’eccellenza nel mondo industriale italiano. Le scelte di investimento dell’azienda, dalla fine degli anni 90 ad oggi, sono sempre state mirate all’internazionalizzazione della produzione intesa non come semplice delocalizzazione per abbattere i costi, bensì come strategia di sviluppo per garantire il doppio binario manifatturiero e commerciale Italia/Estero, con logiche diverse e specifiche a seconda del paese e del mercato di riferimento. Il recente investimento in automazione e robotica fatto da Carraro Drivetech (rif. foto d’apertura), una

FOCUS ON TECHNOLOGY the coating plant of Campodarsego (PD), Italy, has followed precisely this logic: innovating the application stage with the latest technologies to improve the efficiency of the process, make the plant more competitive without acting solely on the workforce, and maximise the use of the company’s production assets by achieving high production rates without waste and downtime. “Because of some past technological choices,” Tommaso Dorigo, the Process Engineering Manager of Carraro Drivetech, says, “our coating system needed to be improved in order to optimise its productivity and maximise its efficiency. With the adoption of the electrostatic application technology by means of robots and the replacement of the coating unit and of all circulators, not only have we obtained the required efficiency and savings, but we have also laid the groundwork for the future implementations that will involve the entire plant.”

delle tre aree di business del Gruppo, sull’impianto di verniciatura di Campodarsego (PD), ha seguito proprio questa logica: innovare la fase di applicazione con le tecnologie più recenti per migliorare l’efficienza di processo, rendere più competitivo lo stabilimento senza agire unicamente sulla forza lavoro, e massimizzare lo sfruttamento degli asset produttivi dell’azienda garantendo ritmi produttivi elevati senza sprechi e senza fermi impianto. “A causa di scelte tecnologiche del passato – commenta Tommaso Dorigo, Process Engineering Manager di Carraro Drivetech – il nostro impianto di verniciatura doveva essere migliorato al fine di ottimizzare la produttività e massimizzare l’efficienza. Con l’adozione della tecnologia di applicazione elettrostatica della vernice a mezzo di robot antropomorfi e la sostituzione della centrale vernici e di tutti i circolatori, non solo abbiamo ottenuto l’efficienza e l’economia di processo prefissate ma abbiamo anche gettato le basi per future implementazioni che coinvolgeranno l’intero impianto”.

History

Un po’ di storia

The Carraro Group currently consists of a holding company, Carraro Spa, divided into three business areas: Carraro Drivetech, whose core business is the production of transmission systems; Agritalia, which deals with the construction of special tractors up to 100 horsepower for vineyards and orchards, mainly under third-party brands (John Deere, Claas and Massey Ferguson); and Elettronica Santerno, specialising in power electronics both for the photovoltaic and the industrial sectors. More specifically, Carraro Drivetech, which is the main business area of the Group, includes several plants around the world manufacturing transmission systems (from India to Germany, from China to Argentina) as well as plants focused on the production of off-highway gears (in Maniago and Poggiofiorito, Italy, and in Pune, India) and of gears for other sectors (on-highway, power tools, etc., in the premises of Padua, Italy, and Suzhou, China). Carraro was established in 1932 and, initially, focused on the production of seeders intended for an inter-regional market. In the 1950s, the company entered the market of agricultural tractors (Fig. 2) with the production of the first tractor under the brand name “Tre Cavallini”, in 1958. Between the 1970s and the 1980s, there

Oggi Il Gruppo Carraro si compone di una holding di controllo, la Carraro Spa, articolata a sua volta in tre aree di business: Carraro Drivetech, il cui core business sono i sistemi di trasmissione; Agritalia, che si occupa della costruzione di trattori speciali per vigneto e frutteto prevalentemente a marchio di terzi (John Deere, Claas e Massey Ferguson) con potenze fino a 100 cavalli; Elettronica Santerno che si occupa di elettronica di potenza sia per il settore fotovoltaico che industriale. Più nel dettaglio Carraro Drivetech, che rappresenta la business area principale del gruppo, comprende diversi stabilimenti nel mondo specializzati in sistemi di trasmissione (dall’India alla Germania, dalla Cina all’Argentina) e include anche plant focalizzati sulla produzione di ingranaggi off highway (a Maniago, Poggiofiorito ed a Pune, in India) e di ingranaggi per altri settori (on highway, powertools …) negli stabilimenti di Padova e Suzhou, in Cina. Carraro nasce nel 1932 e si dedica inizialmente alla produzione di seminatrici per l’agricoltura destinate ad un mercato interregionale. A partire dagli anni ’50 la società entra nel mercato dei trattori agricoli (fig. 2), con la produzione nel 1958 del primo trattore con il marchio “Tre Cavallini”. Tra gli anni ’70 e gli anni ’80 si compie una prima svolta nel percorso di crescita di Carraro: “Mario e Oscar Carraro hanno la grande intuizione di cambiare paradigma – spiega

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Robotics as the Maximisation of the Process Efficiency: Carraro Drivetech's Investment Decisions

was a turning point: “Mario and Oscar Carraro realised that it was time to change the paradigm,” Massimiliano Franz, the Communication Manager of the Group, explains. “In 1973, the company began to specialise in the design and manufacture of axles and transmissions for tractors and

A Carraro 20.22 SI axle. Un assale Carraro 20.22 SI.

earthmoving machines. Over the following years, the activities related to this sector became the core business of the company, so much so that, in 1985, Carraro became the world market leader, with more than 100,000 axles sold.” Since the mid-1980s, Carraro started an outsourcing process through the acquisition and the establishment of companies specialising in functional activities to the main business. The Carraro Group was therefore founded. The 1990s were a period of change for the Group, which started a process of internationalisation. “The stock-exchange listing has been a strategic choice to have the necessary ﬁnancial levers to operate abroad,” Franz continues. “In this process of internationalisation, the intention of Carraro has never been to oﬀshore so as to contain the costs, but to focus on each market on a‘local for local basis.” In order to face the severe crisis in each target market and geographical area since the last quarter of 2008, the Group reacted in a timely manner initiating a series of actions aimed at capitalising on its assets so as to regain a competitive position in the new market scenarios. “The Carraro 2.0 project, a strategic plan to support the turnaround stage, has been created on the basis of these premises”, Franz concludes.

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Massimiliano Franz, Responsabile Comunicazione del Gruppo – A partire dal 1973 la società si specializza nella progettazione e produzione di assali e trasmissioni per trattori agricoli e macchine movimento terra. Nel corso degli anni successivi le attività legate a questa divisione diventano il core business della società, tanto che nel 1985 Carraro diventa leader mondiale di mercato, con oltre 100.000 assali venduti”. A partire dalla metà degli anni ’80 Carraro inizia un processo di decentramento delle produzioni accessorie, attraverso l’acquisizione e la costituzione di società specializzate in attività funzionali al business principale. Si costituisce così il Gruppo Carraro. Gli anni ’90 rappresentano il periodo di svolta per il Gruppo, che avvia il proprio processo di internazionalizzazione. “La quotazione in borsa è una scelta strategica per ottenere le leve ﬁnanziarie

necessarie per muoversi all’estero – prosegue Franz – in questo processo di internazionalizzazione la vocazione di Carraro non è mai stata quella di delocalizzare per contenere i costi bensì di mantenere alta l’attenzione su ogni singolo mercato in un’ottica local for local”. A fronte della pesante crisi evidenziata in ogni mercato di riferimento ed area geograﬁca a partire dall’ultimo trimestre 2008, il Gruppo si è attivato in modo tempestivo avviando una serie di azioni con lo scopo di capitalizzare al meglio i propri asset in modo da trovare una rinnovata posizione competitiva all’interno dei nuovi scenari di mercato. “Sulla base di tali premesse nasce il progetto “Carraro 2.0”, un percorso strategico a supporto della fase di turnaround”, conclude Franz”.

FOCUS ON TECHNOLOGY An investment on eﬃciency

Un investimento sull’eﬃcienza di processo

“As already mentioned, the objective of maximising all the business assets also involved our coating plant,” Tommaso Dorigo adds. “Two fundamental components have been changed: the robots and the application system. The old robots, dating back to 1998, caused some diﬃculties in the programming stage and in ensuring the stability and repeatability of the gun movements. That is why we have decided to replace them, together with the application system, although the latter had undergone a major change in 2007 with the transition from solvent-based to water-based paints.” With the previous conﬁguration of the application system, only 4 out of the 10 circuits available exploited the electrostatic technology, while the new plant, designed and supplied by Wagner, consists of 12 paint supply circuits plus an extra circuit for small productions, all working with the electrostatic technology (Fig. 3).

“Come già accennato, l’obiettivo di massimizzare tutti gli asset aziendali ha riguardato anche l’impianto di verniciatura – interviene Tommaso Dorigo. Esso è stato modificato in due componenti fondamentali: i robot e il sistema applicativo. I robot precedenti, che risalivano al 1998, evidenziavano alcune difficoltà nella programmazione e nel conferire stabilità e ripetibilità ai movimenti della pistola. Per tali ragioni ci siamo convinti a sostituirli e, con essi, a sostituire anche il sistema applicativo, nonostante avesse subito un’importante modifica nel 2007 con il passaggio dalle vernici a solvente a quelle vernici idrosolubili”. Con la configurazione precedente della parte applicativa dei 10 circuiti a disposizione solo 4 utilizzavano la tecnologia elettrostatica mentre il nuovo impianto, progettato e fornito da Wagner, è costituito da 12 circuiti di alimentazione vernice più un circuito jolly per le piccole produzioni, tutti funzionanti con tecnologia elettrostatica (fig. 3).

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“Abbiamo puntato sulla tecnologia elettrostatica e sul passaggio ad un sistema in alta pressione, sia nella cabina automatica che nella cabina per i ritocchi manuali, per diminuire drasticamente l’overspray – spiega Dorigo. Sostituire i robot senza sostituire la parte applicativa o viceversa non avrebbe portato ai risultati sperati: muovere un sistema applicativo con una direzionalità maggiore richiede anche una precisione di posizionamento più puntuale. Il nostro ritorno dell’investimento, infatti, è dato dall’eﬃcienza di processo, intesa come recupero della vernice di overspray e di quella persa durante il cambio colore, ma anche come limitazione massima di eventuali fermi impianto a garanzia di ritmi produttivi elevati”. “Il secondo obiettivo era eﬀettuare la sostituzione della parte applicativa nel minor tempo possibile, sfruttando le sole due settimane di pausa estiva ad agosto – proseguono Tommaso Dorigo e Lorenzo Bilato, © Andy Potts

“We have opted for the electrostatic technology and for the transition to a high pressure system, both in the automatic and in the manual booths, to dramatically reduce the overspray,” Dorigo states. “Replacing the robots without changing the application system or vice versa would have not led to the expected results: an application system with a greater directionality also requires a greater positioning accuracy. Our return on investment, in fact, results from the eﬃciency of the process, understood as the recovery of the overspray paint as well as of the coating product lost during the colour changes, but also as a maximum reduction in downtime, which ensures high production rates.” “The second objective was to replace the application system in the shortest possible time, during our twoweek summer break in August,” Tommaso Dorigo and Lorenzo Bilato, the Maintenance Manager,

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Early in its history, Carraro's core business was the production of agricultural tractors. All’inizio della sua storia industriale, il core business Carraro era la produzione di trattori agricoli.

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continue. “As component manufacturers, we produce over 400 different parts. Our production is not standardised, but highly diversified to meet the needs of our customers and cope with the variations in the production mix due to the flexibility required by the market. Let us not forget that this coating system also handles the products manufactured in other Carraro plants. For this reason, it must have maximum flexibility in terms of amount of coating programs and colour changes, all with a zero set-up. Finally, if we consider the ability of the machining department to work with a continuous cycle, it is easily understandable why the coating plant must ensure high production rates without becoming a bottleneck (Fig. 4).”

Self-learning The choice has fallen on CMA, a well-established company specialising in coating robots based in Pradamano (UD), Italy, able to ensure both the possibility to program the robots on a self-learning basis and the compliance with the schedule for the replacement of the plant. “Thanks to our winning technical choices, we have managed to achieve two far from simple objectives,” Dorigo says.

responsabile manutenzioni – In qualità di componentisti abbiamo oltre 400 codici di pezzi diversi in produzione. La nostra produzione non è standardizzata ma altamente diversificata per far fronte alle esigenze dei nostri diversi clienti e alla variazione di mix produttivi dettati dalla flessibilità richiesta dal mercato in questi anni. Non dimentichiamo, poi, che su questo impianto di verniciatura confluisce la produzione di altri stabilimenti Carraro. Per questo esso deve avere la massima flessibilità in termini di numero di programmi di verniciatura diversi, numero di cambi colore, il tutto con un set up zero. Infine se consideriamo la possibilità dei reparti di lavorazione meccanica di lavorare a ciclo continuo, è facilmente comprensibile come l’impianto di verniciatura debba mantenere ritmi produttivi elevati senza diventare un collo di bottiglia (fig. 4)”.

Autoapprendimento La scelta tecnologica è ricaduta su un’azienda italiana storica nella fornitura di robot di verniciatura, CMA di Pradamano (UD), che ha garantito all’azienda due aspetti: la possibilità di lavorare con una programmazione dei robot anche in autoapprendimento, e il rispetto delle tempistiche di sostituzione impianti. “Grazie a delle scelte tecniche vincenti siamo riusciti a raggiungere due obiettivi tutt’altro che semplici – racconta Dorigo – Programmare da zero i nuovi robot costituiva lo scoglio principale per il riavvio della produzione. Ciò che ci ha portato a scegliere CMA

Robotics as the Maximisation of the Process Efficiency: Carraro Drivetech's Investment Decisions

The new coating unit for the electrostatic application process consists of 12 paint supply circuits plus an extra circuit used for special colours and small batches. La nuova centrale vernici per l’applicazione elettrostatica possiede 12 circuiti di alimentazione vernici e una linea jolly utilizzata per i colori speciali e i piccoli lotti.

“Programming the new robots from scratch would have been the main obstacle to the resumption of the production. We have chosen CMA because it would have provided us with a self-learning programming option besides the offline, point-to-point one. For our type of products, presenting a high surface complexity and requiring special movements of the spray cone (Fig. 5), the offline point-to-point programming would have taken a very long time for the development of all programs, which we could not afford due to the current market logics. CMA has provided us with a very responsive system, which does not require much expertise in programming. In this way, our plant has been back in full operation within a very short time.” 30 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

era la possibilità di lavorare in autoapprendimento, oltre ad avere la modalità di programmazione punto a punto ed offline. Per il nostro tipo di prodotti, con un’elevata complessità superficiale e che richiedono movimenti particolari del cono di spruzzatura (fig. 5), la sola modalità di programmazione punto a punto offline avrebbe richiesto un tempo molto lungo per la messa a punto di tutti i programmi, un tempo che le logiche di mercato attuali non ci concedevano. CMA ci ha fornito un sistema molto reattivo alle nostre esigenze senza richiedere grandi competenze specifiche in termini di programmazione. In questo modo abbiamo ripreso in poco tempo la piena operatività del nostro impianto”.

FOCUS ON TECHNOLOGY

A pair of axles exiting the coating plant.

The offline, point-to-point programming requires expertise in the use of the software package. The many challenges arising from a coating process (such as the behaviour of electrostatics and of the spray cone, the handling of the parts and their uniform coverage) result in the need for a complex robot programming process even after having previously worked on software. With over 90 different coating programs, correcting each program on a point-to-point basis and directly in line would have caused an excessive number of plant stoppages. The self-learning programming option, on the other hand, has proven the best choice for Carraro, since the program changes can also be performed by the internal staff (specifically trained). “The current self-learning programming systems provided by CMA (Fig. 6) ensure excellent flexibility, since they enable to copy the valid components of a coating program into another one and, if one of these components is changed, this is automatically reflected in every relevant program,” so Cristian Nostran, the Coating Plant Manager. “Our coating programs differ in the handling method (Fig. 7), in the cast parts’ size

Una coppia di assali verniciati in uscita dall’impianto di verniciatura.

Lavorare con programmazione punto a punto offline richiede competenze bene determinate sull’utilizzo dei software. Le numerose problematiche poste da un processo di verniciatura (come il comportamento dell’elettrostatica e del cono di spruzzatura, l’avvolgimento d-el pezzo, la copertura) obbligano a una complessa messa a punto finale della programmazione dei robot pur lavorando in anticipo sul software. Con oltre 90 programmi di verniciatura diversi, correggere ogni singolo programma in modalità punto a punto direttamente in linea, avrebbe significato un numero troppo elevato di fermi impianto. La programmazione in autoapprendimento si è invece rivelata la scelta migliore per Carraro, dal momento che le modifiche ai programmi possono essere eseguite anche dal personale interno di verniciatura (appositamente formato). “Gli attuali sistemi di programmazione in autoapprendimento forniti da CMA (fig. 6) ci garantiscono ottima flessibilità perché ci consentono di copiare le singole componenti valide all’interno di un programma di verniciatura in un’altro e, qualora ci fosse una modifica su una di queste componenti, essa si può ripercuotere anche su tutte gli altri programmi che richiamano quella singola componente senza bisogno di doverli rifare tutti – spiega Cristian Nostran, responsabile dell’impianto di

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verniciatura – I nostri programmi di verniciatura differiscono in base al percorso sull’impianto (fig. 7), alle forme o agli ingombri diversi delle fusioni, e ancora in base alle diverse famiglie ingegneristiche: si tratta di una produzione molto varia che comporta un’elevata complessità di gestione. Per cui Il sistema per gestire questa produzione complessa deve essere semplice e flessibile”. Le modalità di programmazione punto a punto e in offline comunque rimangono a disposizione per un eventuale utilizzo per programmi specifici che lo richiedano. Per sveltire oltremodo la programmazione dei robot, i tecnici Carraro Drivetech hanno allestito un sistema di simulazione della forma dell’impianto senza movimen-

and shape, and in the relevant engineering families: it is a very diverse production involving a highly complex management. That is why the system used to manage this complex production must be simple and flexible.” The offline and point-to-point programming options, however, remain available for a possible use on specific programs that require them. In order to further speed up the robot programming process, the Carraro Drive Tech engineers have set up a simulation system of the shape of the plant without continuous movement: in this way, it has been possible

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The two robots installed by CMA have been self-learning programmed and ensure a perfect coating of the parts despite their high complexity. La coppia di robot installati da CMA è stata programmata in autoapprendimento e garantisce un perfetto avvolgimento del pezzo nonostante l’elevata complessità superﬁciale dei pezzi Carraro.

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FOCUS ON TECHNOLOGY

The investment on the automation of the application system ensures high process eﬃciency.

The masking area of the painting line. L’area di mascheratura dell’impianto.

L’investimento impiantistico sull’automazione della parte applicativa garantisce a Carraro un’elevata eﬃcienza di processo.

to create the first program components before proceeding to the dismantling of the line. “After 4 months of intensive use of the robots we are satisfied, even considering the difficulties of the start-up stage in a large volume regime,” Dorigo says. As mentioned above, the investment project in favour of the process efficiency has also involved the replacement of the entire application system with a new coating unit. The whole coating application part, i.e. both robots and direct-charge systems, has been designed in compliance with the regulations about the use of the electrostatic technology in automatic booths with flammable products.

to continuo: così è stato possibile creare le prime componenti dei programmi prima di procedere allo smantellamento della linea. “Dopo 4 mesi di utilizzo intensivo dei robot siamo soddisfatti, superato chiaramente l’avviamento dell’elettrostatica in un regime di importanti volumi di carica”, commenta Dorigo. Come accennato più sopra, il progetto di investimento in favore dell’eﬃcienza di processo ha coinvolto anche la sostituzione di tutto il sistema applicativo con una nuova centrale vernici. Tutta la parte applicativa, sia i robot che i sistemi a carica diretta, sono stati realizzati in conformità con le ultime evoluzioni della normativa sull’utilizzo della tecnologia elettrostatica in cabine automatiche con prodotti inﬁammabili.

Conclusions

Conclusioni

Currently, the Carraro Drive Tech plant located in Campodarsego (PD), Italy, coats over 100,000 axles and 10,000 transmissions per year with water-soluble products. The whole new system has been designed and installed in view of the upcoming implementations to the system.”

Attualmente lo stabilimento di Campodarsego (PD) di Carraro Drivetech vernicia oltre 100.000 assali e 10.000 trasmissioni l’anno con prodotti idrosolubili. Tutto il nuovo sistema è stato studiato e installato in previsione delle prossime implementazioni previste nell’impianto”.

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CNH INDUSTRIAL: EXCELLENCE IN MANUFACTURING AND COATING SYSTEMS AS A SIGN OF ENVIRONMENTAL, SOCIAL AND CORPORATE RESPONSIBILITY CNH Industrial: l’eccellenza nei sistemi di produzione e verniciatura come segno della responsabilità ambientale, sociale e d’impresa Alessia Venturi ipcm ®

Opening Photo: A new Holland Agricolture Tractor. Foto d’apertura: un trattore della gamma New Holland Agricolture.

ew Holland Agriculture is one of the major companies currently vying for the world market of agricultural machinery (Ref. Opening Photo), also on the strength of its history and of its global presence as a full liner. The goal of providing its customers with a total solutions package – including loans for the purchase of machinery and related services, after sales and spare parts services and the professional advice of more than 2,000 dealers in over 170 countries worldwide – is a cornerstone that combines with a ﬁrst class product range, from compact to high power tractors, from harvesting machinery to presses, from caterpillar tractors to grape gathering machines. The plant of CNH Industrial Italia Spa in Jesi contributes to the success of New Holland since 1977, now producing all the special tractors sold worldwide, caterpillar tractors and most medium power tractors.

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ra i “grandi” che si contendono oggi il mercato mondiale delle macchine agricole (rif. foto d’apertura), New Holland Agricolture è uno dei più rilevanti, forte anche della propria ampia storia e della presenza globale come full liner. L’obiettivo di fornire ai clienti un pacchetto di soluzioni completo, che comprende il finanziamento all’acquisto di macchinari e servizi connessi, l’assistenza post vendita, i ricambi e la professionale consulenza di più di 2000 dealer in oltre 170 Paesi nel mondo sono i capisaldi che affiancano un’offerta prodotto di primo rilievo, dai trattori compatti alle alte potenze, dalle macchine da raccolta alle presse trainate, dal cingolato alla vendemmiatrice semovente. Lo stabilimento CNH Industrial Italia Spa di Jesi contribuisce dal 1977 al successo di New Holland, producendo oggi tutti i trattori speciali venduti nel mondo, i cingolati e buona parte dei trattori di media potenza.

FOCUS ON TECHNOLOGY 1

A bird’s eye view of the assembly shop of the CNH Industrial Italia in Jesi (AN). Una panoramica del reparto di assemblaggio dello stabilimento CNH Industrial Italia di Jesi (AN).

With an area of 185,000 square metres and approximately 1,000 employees, the plant of Jesi assembles an average of 25,000 tractors a year divided into 12 different product families. Each tractor is built according to the choices of the customers, who can combine hundreds of options among the 11,000 offered by the firm, so as to meet their needs in the most effective way (Fig. 1). “The factory of Jesi stands out among the three European plants manufacturing tractors, as well as for the production volumes, for the complexity and flexibility of its production lines. CNH Industrial Italia applies the World Class Manufacturing principles1, which improve efficiency, reduce waste, cut costs and increase the quality of all production processes,” so Santi Cugno, the Jesi Plant Manager (Fig. 2), who has welcomed us for a tour of the factory and of the coating plant. “Behind our investment in a cutting-edge application technology there is precisely the need to

Operando su 185.000 metri quadri, e con circa 1.000 dipendenti, lo stabilimento di Jesi assembla mediamente 25.000 trattori l’anno articolati fra 12 diverse famiglie di prodotto. Ogni trattore viene allestito secondo le scelte del cliente, che può combinare centinaia di option fra le 11.000 gestite dallo stabilimento, in modo da soddisfare nel modo più efficace le proprie esigenze (fig. 1). “Quello di Jesi si distingue fra i 3 stabilimenti trattori europei, oltre che per importanza dei volumi, anche per complessità e flessibilità delle linee produttive. CNH Industrial Italia adotta la metodologia del World Class Manufacturing1 che migliora l’efficienza, riduce gli sprechi, riduce i costi e aumenta la qualità di tutti i processi produttivi” spiega Santi Cugno, Jesi Plant Manager, (fig. 2) che ci ha accolto per una visita dello stabilimento produttivo e dell’impianto di verniciatura - alla base dell’investimento in una tecnologia di applicazione della vernice all’avanguardia vi è proprio la necessità di realizzare efficienze di processo

1 The TPM (Total Productive Maintenance) method and the Lean Manufacturing and Total Quality Management concepts are the basis of the W.C.M (World Class Manufacturing) program, which diﬀers from these in that behind the “critical” choices in terms of strategies and plant engineering there is the so-called Cost Deployment. Any problem (regarding maintenance, logistics, quality, safety, and organisation) is tackled on the basis of its economic impact. The activities of all teams are project-oriented (Kaizen) and their objectives are zero defects, zero failures, zero waste and zero inventory, aiming at a general reduction in the costs of the plant. – Source Wikipedia

1 La metodologia TPM (Total Productive Maintenance), la logiche Lean Manufacturing (Produzione snella) ed il Total Quality Management sono la base del W.C.M (World Class Manufacturing) che si differenzia da questi in quanto alla base della scelta delle strategie e degli impianti “critici” vi è il cosiddetto Cost Deployment. Ciò significa affrontare le problematiche (manutentive, logistiche, qualitative, di sicurezza, organizzative) sulle base della loro incidenza economica. Le attività di tutti i team sono orientate alla realizzazione di progetti (Kaizen) i cui obiettivi sono: zero difetti, zero guasti, zero sprechi e zero magazzino, finalizzate ad una generale riduzione dei costi dello stabilimento. – Fonte Wikipedia

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Cnh Industrial: Excellence in Manufacturing and Coating Systems as a Sign of Environmental, Social and Corporate Responsibility

On the right Santi Cugno, Plant Manager, with Teodosio De Bonis, Manufacturing Engineer of CNH Industrial Italia SpA, Jesi plant. A destra Santi Cugno, Plant Manager con Teodosio De Bonis, Manufacturing Engineer di CNH Industrial SpA, stabilimento di Jesi.

achieve process efficiencies in terms of consumption of coating product and energy used, and, consequently, to achieve environmental benefits in terms of emissions as well as safety.” The study to identify the most suitable technology to achieve these two challenging goals, also considering the difficulties related to the complex shape of the objects to be treated, has been carried out by Verind, a company based in Rodano (MI), Italy, belonging to the German Dürr Group. “The company has provided us with a custom-tailored system that integrates the high transfer efficiency electrostatic application, featuring adjustable voltage and current, with automatic systems for the dosing and mixing of two-component coatings by exploiting the Coriolis effect,” Teodosio De Bonis, the Manufacturing Engineer, says (Fig. 2).

in termini di consumi di prodotto verniciante, di energia impiegata e, di riflesso, di ottenere dei benefici ambientali in termini di emissioni in atmosfera nonché di sicurezza dell’operatore”. Lo studio per capire quale fosse la tecnologia più idonea per raggiungere questi due risultati impegnativi, considerando le difficoltà legate alla forma complessa dell’oggetto da trattare, è stato fatto da Verind di Rodano (MI), parte del Gruppo tedesco Dürr. “L’azienda ci ha fornito un sistema, specifico per la tipologia del nostro manufatto, che integra l’applicazione in elettrostatica ad alta efficienza di trasferimento modulante in tensione e corrente, con sistemi automatici per il dosaggio e la miscelazione di prodotti vernicianti bicomponente con tecnologia “coriolis” - esordisce Teodosio De Bonis, Manufacturing Engineer (fig. 2).

Construction of a tractor

La nascita di un trattore

The manufacturing process at the plant of Jesi is organised in six diﬀerent assembly lines (Fig. 3) devoted to the production of transmissions (Fig. 4) and cockpits and to the ﬁnal assembly of the New Holland tractors (Fig. 5). The tractor takes shape starting with the transmission, on which a FIAT Power Train motor, ensuring excellent performance and respect for the environment, and

Il processo produttivo dello stabilimento di Jesi si articola su sei diverse linee di assemblaggio (fig. 3) che realizzano le trasmissioni (fig. 4), le cabine e l’assemblaggio finale dei trattori New Holland (fig. 5). Il trattore prende forma dalla trasmissione, su cui viene assemblato il motore FIAT Power Train, garanzia di prestazioni e di rispetto per l’ambiente, e l’assale anteriore prodot-

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FOCUS ON TECHNOLOGY

The beginning of the assembly of the driveline. Engines, accessories, valves, tubes and loader will be mounted on the die casts.

The gear box at the beginning of its assembly. La trasmissione all’inizio dell’assemblaggio.

L’inizio dell’assemblaggio del corpo trattore con i corpi fusione su cui saranno montati motori, accessori, valvole, tubazioni e caricatori.

a front axle produced by the CNH Industrial plant of Modena are assembled. The “body” of the tractor (Fig. 6) is then coated together with all the major components in sequence, using a robotic process that ensures optimal coverage through nearly 600 different programs able to identify the combination of options chosen by the specific customer. About 110 tractors are produced every day by handling and assembling more than 20,000 different components. Each operator verifies and certifies the quality of the process; dynamic checklists are used for a 100% inspection of the end products (compliance, functionality and final resolution – Fig. 7) before delivery.

to nello stabilimento CNH Industrial di Modena; questo “corpo” trattore (fig. 6) viene quindi verniciato insieme ai componenti principali in sequenza con l’assemblaggio, utilizzando un processo robotizzato che garantisce l’ottimizzazione della copertura attraverso quasi 600 programmi diversi in grado di riconoscere le possibili combinazioni di option dello specifico ordine cliente. Si producono mediamente 110 trattori al giorno, movimentando ed assemblando oltre 20.000 diversi componenti; ogni addetto linea verifica e certifica la qualità delle operazioni e liste di controllo dinamiche supportano il collaudo al 100% dei prodotti finiti (conformità, funzionalità e delibera finale – fig. 7) prima di essere consegnati ai clienti.

Automotive level ﬁnish

Una ﬁnitura di livello automotive

“Compared to the conventional coating processes used in the ﬁeld of earthmoving and agricultural machinery, ours is much closer to the typical process employed in the auto industry,” Teodosio De Bonis continues. “The system consists of two coats: primer + top coat, both two-component products, with high-voltage electrostatic application. The choice of the electrostatic application technique ensures quality and eﬃciency, improves the transfer of the coating on the workpiece and results in a greater uniformity of thickness on the whole surface of the machine.” “We paint the so-called drive-line, or tractor body,” Teodosio De Bonis adds, “that is, the entire mechanical

“Rispetto ai tradizionali processi di verniciatura impiegati nell’ambito del movimento terra e delle macchine agricole il nostro si avvicina molto di più al processo classico impiegato nel settore auto – riprende Teodosio De Bonis – Il ciclo si compone di due mani: primer + topcoat bicomponenti con applicazione elettrostatica in alta tensione. La scelta dell’applicazione elettrostatica è una scelta di qualità e di efficienza, per aumentare il trasferimento della vernice sul pezzo e per avere una maggiore uniformità di spessori su tutta la superficie della macchina”. “Verniciamo quella che viene definita drive line o corpo trattore – prosegue Teodosio De Bonis – ossia tut-

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Cnh Industrial: Excellence in Manufacturing and Coating Systems as a Sign of Environmental, Social and Corporate Responsibility

At the Jesi plant the complete assembly of the tractors takes place. Lo stabilimento di Jesi si occupa dell’assemblaggio ﬁno al trattore ﬁnito. 6

The complete drive line, i.e. the combination of gear box, axle, and engine, once painted. La drive line completa verniciata, ossia l’insieme di trasmissione, assale e motore.

part of the machine. The main difference with the auto sector, in which the surfaces to be coated are “flat”, continuous and regular (if we exclude the curves of mudguards, windows, lights and bonnets), is the fact that our machines consist of casting bodies on which accessories such as motors, metallic rigid pipes for operating fluids, distribution valves, and front or rear loaders are applied. The complexity of shapes is therefore considerable and the presence of curves very high (Fig. 8). In order to obtain with a conventional spray coating process the degree of surface coverage currently required by the market as a quality index, we would run the risk of consuming huge amounts of paint. This would be contrary to the World Class Manufacturing logic. Finally, also aspects such as energy efficiency and emissions must be taken into consideration: the lower the consumption of coating product, the fewer the internal and external emissions; the lower the energy consumption, the lower the carbon footprint of our plant.” “We also need to guarantee both the aesthetic and the resistance performance of our machines,” Santi Cugno states. “This results in the need to accurately control the thickness of the applied film. We should always remember that our machines operate in harsh environments, so much so that the look and the gloss are crucial aspects, since the customers are always more attentive to the aesthetics of work machines. On the other hand, we must above all ensure the protection of our components. This dual challenge has led us to go beyond the standard in terms of application technology. The results now show that we were right.”

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ta la parte di meccanica che va a costituire il trattore. La differenza sostanziale rispetto al settore dell’auto, che si trova a verniciare superfici sostanzialmente “piane”, continue e regolari – se escludiamo le curvature di parafanghi, taglio dei vetri e delle luci, e del cofano – è che la nostra macchina è costituita da corpi di fusione su cui sono applicati accessori quali motori, tubazioni rigide in metallo per il trasferimento dei fluidi vettori, valvole di distribuzione, e appendici come caricatori frontali o posteriori. La complessità delle forme, dunque, è notevole e la presenza di anse, in positivo e negativo, molto alta (fig. 8). Per poter ottenere il grado di copertura della superficie richiesta oggi dal mercato come indice di qualità con una spruzzatura tradizionale rischieremmo di consumare quantità spropositate di prodotto verniciante. Questo sarebbe in contrasto con la logica del World Class Manufacturing che guida la nostra produzione. Vi è poi un discorso di efficienza energetica e di emissioni: minori consumi di prodotto generano minori emissioni interne ed esterne; minori consumi di energia comportano una riduzione dell’impronta al carbonio del nostro impianto”. “Dobbiamo poi garantire sia l’aspetto estetico che le prestazioni di resistenza delle nostre macchine – interviene Santi Cugno – ciò significa controllare accuratamente lo spessore del film applicato. Va sempre ricordato che le nostre macchine operano in un contesto aggressivo quindi la garanzia dell’aspetto estetico e della brillantezza è fondamentale perché il cliente è sempre più attento alla componente estetica anche per la macchina “da lavoro”, ma dobbiamo soprattutto garantire la protezione dei componenti. Questa duplice sfida ci ha portato ad andare oltre lo standard con la tecnologia di applicazione. I risultati ottenuti oggi dimostrano che abbiamo avuto ragione”.

FOCUS ON TECHNOLOGY Coating system

Il ciclo di verniciatura

After a four-stage pre-treatment process (pre-washing, alkaline washing, rinsing with fresh water and rinsing with demineralised water), the tractor body passes through a drying oven and (Fig. 9) an air blowing chamber to remove any residual water. After a careful masking operation (the assembled engine body is particularly complex and many components must not be coated), the finishing process occurs in two steps: application of the primer with a thickness of 50μm, flash off for about 15 minutes, application of the enamel layer (Fig. 10) with a thickness of 50 μm, and polymerisation in a conventional hot air oven for about 45 minutes at 70°C. The system usually applies a dark grey colour, but other special shades can be applied on request. The entire application process is automated: an encoding station at the entrance of the booth sends the coating program code to the application devices; a manipulator (Fig. 11) coats the lower part of the tractor body, while two robots coat its sides.

Dopo un pretrattamento a quattro stadi (prelavaggio, lavaggio alcalino, risciacquo con acqua di rete e risciacquo con acqua demineralizzata), il corpo trattore transita in un forno di asciugatura (fig. 9) e in una cabina di soffiatura per eliminare qualsiasi residuo d’acqua. Dopo un’accurata mascheratura (il corpo motore assemblato è particolarmente complesso e molte componenti non devono essere ricoperte dalla vernice), il processo di applicazione della finitura si snoda in due fasi: applicazione del primer (fig. 10) con spessore di 50 μm, appassimento di circa 15 minuti, applicazione dello smalto con spessore di 50 μm e polimerizzazione in forno convenzionale ad aria calda per circa 45 minuti a 70°C. L’impianto applica prevalentemente un colore, il dark grey ma è prevista anche l’applicazione di colori speciali a richiesta. L’intero processo di applicazione è automatizzato: una stazione di codifica all’ingresso della cabina assegna il codice di programma di verniciatura alle apparecchiature di applicazione; un manipolatore (fig. 11)

DÜRR:

www.olpidurr.it

Tutti i nostri sforzi sono rivolti a portare vantaggi al cliente. La nostra efficienza ha come risultato la sostenibilità: meno energia, meno acqua, meno vernice e meno CO 2.

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The key moment of the production process: At the end of the functional test, the machine is started by the specialized staff and driven to the final test area before the delivery. Il momento clou della produzione: al termine del collaudo di tutte le funzionalità del trattore, la macchina viene messa in moto dal personale specializzato e portata alla zona di delibera finale prima della consegna.

“As per speciﬁcations, we have to ensure a minimum thickness of 70-80 μm,” De Bonis explains. “Given the complexity of some surfaces, on the body of the tractor there will be areas with a coating thickness of 70 μm and areas with a thickness of 100 μm, it being understood that the gloss should be perfectly uniform, as much as in the automotive industry.”

vernicia la parte inferiore del corpo trattore mentre due robot antropomorfi (fig. 12) verniciano la fiancata. “Da specifica dobbiamo garantire un minimo di 70-80 μm di spessore – spiega De Bonis – data la complessità di alcune superfici sul corpo trattore avremo punti con 70 μm e punti con 100 μm, fermo restando che la brillantezza deve essere perfettamente uniforme tanto quanto nel settore auto”.

Technological choices

La scelta tecnologica

The high degree of stability and finishing quality required for the two-component coatings (2K) is ensured by the high accuracy and reliability of the dosing and mixing equipment installed. These process requirements are met with the use of a specific technology by Verind with Coriolis flow metres (Fig. 13), able to ensure a total control of the dosing and mixing parameters (Fig. 14). This technology provides important advantages compared to the systems with gear flow metres, such as:

L’alto grado di stabilità e qualità di finitura richiesto ad un prodotto verniciante a due componenti (2K) è assicurato dall’elevata precisione e affidabilità dell’apparecchiatura di dosaggio e miscelazione installata. Queste caratteristiche di processo sono soddisfatte con l’impiego di una specifica tecnologia Verind che prevede flussimetri “coriolis” (fig. 13), in grado di garantire un controllo totale dei parametri di dosaggio e miscelazione (fig. 14). Questa tecnologia assicura importanti vantaggi rispetto ai sistemi con flussimetri ad ingranaggi quali:

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FOCUS ON TECHNOLOGY

The complex shapes of the drive line is clearly visible in this close up. La complessità delle forme della drive line è ben evidente in questo primo piano. 9

The tractors’ body hanged on the painting installation proceed from the pretreatment tunnel to the drying oven. I corpi trattore appesi sulla linea di verniciatura transitano dal tunnel di pretrattamento ad immersione al forno di asciugatura. 10

The ﬁrst automatic spray booth for the primer application. La prima cabina automatica di applicazione del primer.

• absence of rotating elements in contact with the coating • no wear in the measurement components • no maintenance needed • optimum washing and colour change operations • measurement of temperature and density for the components A and B • high reliability and stability • no stress on the coating products. The electrostatic application with generators of the latest generation occurs with an automatic, intermittent cycle. The generation of a strong and homogeneous electrostatic ﬁeld is ensured by the Verind EcoHTG500 generator, which includes an electronic control component and/or a high voltage riser unit. The unit is conﬁgured to work at a constant voltage or current with values up to 500 microamps and 100 KV.

• assenza di elementi in rotazione a contatto con le vernici • assenza di usura nei componenti di misura • assenza di manutenzione • lavaggio e cambio colore ottimale • misura della temperatura e densità per il canale componente A e B • alta aﬃdabilità e stabilità • assenza di stress sui prodotti vernicianti. L’applicazione elettrostatica con generatori di ultima generazione avviene con ciclo automatico ad intermittenza. La generazione di un campo elettrostatico forte e ben distribuito è assicurata dal generatore Verind EcoHTG500 che comprende la parte elettronica di controllo e/o unità innalzatrice alta tensione. L’unità è conﬁgurata nella funzione di lavoro a corrente o tensione costante con valori sino a 500 microamp e 100 KV.

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Close-up of the robot that paints the lower part of the tractor body. Un dettaglio del manipolatore che vernicia la parte inferiore del corpo trattore. 12

The very high transfer eﬃciency allowed by Verind electrostatic technology is clearly visible: The overspray is almost zero. È evidente l’altissima eﬃcienza di trasferimento garantita dalla tecnologia elettrostatica Verind: l’overspray è praticamente nullo.

The “Coriolis” mixing devices the featured by MixVer dosing and mixing equipment manufactured by Verind. I miscelatori “Coriolis” contenuti nell’apparecchiatura di miscelazione e dosaggio MixVer di Verind.

“As already mentioned, the WCM principles require more efficiency also in terms of energy consumption and emissions,” De Bonis explains. “That is why we have opted for the generation of an electrostatic field only when the automatic airbrush is ready to dispense the coating product and not during the transfers between one process step and another. In fact, when the tractor is not being coated, generating voltage does not make sense. This has measurable positive effects on consumption, on the reduction of sludge in the booth, but also on the safety of the operators, since this is a technology in compliance with the ATEX standards, minimising the risks related to the presence of high voltage.” “In summary, the measurable advantages that we have obtained with the installation 13 of these two new application technologies are a significant reduction in the consumption of paint and an improvement in terms of look and resistance of the coating, thanks to a better distribution of the thickness compared to the past. In a word: a high process efficiency that has an impact on the environment and our costs, but that does not result in lower quality.”

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“Come già accennato i metodi WCM richiedono più efficienza anche in termini di consumi di energia e di emissioni – spiega De Bonis – una delle soluzioni è stata optare per una generazione dell’elettrostatica solo nel momento in cui l’aerografo automatico è pronto ad erogare prodotto e non durante i trasferimenti fra un percorso di verniciatura e l’altro. Ci sono, infatti, dei momenti in cui l’applicazione non è abilitata a verniciare e in quel momento non ha senso generare tensione. Ciò ha ricadute positive misurabili sui consumi, sulla riduzione delle morchie in cabina, ma anche sulla sicurezza del personale che lavora sull’impianto perché si tratta di una tecnologia secondo le normative ATEX e si riducono al minimo necessario i rischi legati alla presenza di alta tensione”. © Verind “Per concludere i vantaggi che abbiamo ottenuto e che sono misurabili dall’installazione di queste due nuove tecnologie applicative sono una marcata riduzione dei consumi di vernice e un miglioramento dell’aspetto estetico e della resistenza della verniciatura grazie a una migliore distribuzione degli spessori rispetto al passato. In una parola: efficienza di processo estrema che si riflette su ambiente e costi ma che non significa minore qualità”.

FOCUS ON TECHNOLOGY Conclusions

Conclusioni

The evolution of the tractor as a multi-purpose machine for farmers and breeders has been continuing for nearly 120 years in a constant refinement process that is making it more and more comfortable, safe, efficient and environmentally friendly. And, like the product technology, also the production technology is evolving in the same direction. “The World Class Manufacturing philosophy, aimed at increasing efficiency and quality through a continuous improvement also in terms, for example, of coating process, has led us to the optimisation of procedures and training programs,” Santi Cugno concludes. “Using the Kaizen method, each process stage is perfected, eliminating the losses and raising the quality levels. To keep the focus on the coating process, we must now set ourselves new challenges: maybe, the adoption of water-based products or of the recent one-layer systems, always with a view to efficiency and respect for the environment. This is a simple example of the constant strive for excellence that New Holland’s customers require and appreciate in our products.”

L’evoluzione del trattore, come macchina polivalente per le aziende agricole e gli allevatori, continua da quasi 120 anni in un continuo processo di affinamento che lo rende sempre più confortevole, sicuro, performante e ecocompatibile. Al pari della tecnologia “di prodotto”, anche la tecnologia di produzione evolve seguendo le stesse ispirazioni. “Oggi la filosofia del World Class Manufacturing mirata ad aumentare efficienza e qualità attraverso la filosofia del miglioramento continuo anche a livello di verniciatura, ad esempio, ha portato all’ottimizzazione delle procedure e della formazione degli operatori – conclude Santi Cugno – operatori che, utilizzando i Kaizen, attaccano ogni fase del processo, eliminando perdite e elevando i livelli qualitativi. Per mantenere vivo il focus sul processo di verniciatura dobbiamo porci delle nuove sfide: le prossime potrebbero riguardare l’adozione dei prodotti all’acqua o dei recenti cicli monolayer, sempre nell’ottica dell’efficienza e del rispetto per l’ambiente. Questo è un semplice esempio della ricerca costante verso l’eccellenza che i clienti New Holland chiedono e apprezzano nei nostri prodotti”. 14

The technology installed by Verind at CNH is derived from the automotive industry and is one of the most advanced technologies in the ﬁnishing industry. It perfectly completes a “green plant” concept for an eﬃcient and environmentally friendly painting. 14

Quella installata presso il gruppo CNH da Verind è una tecnologia di derivazione automotive fra le più aggiornate ed innovative nel settore della ﬁnitura. Essa si integra perfettamente in un progetto di “green plant” per una verniciatura eﬃciente e a basso impatto ambientale.

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HIGH PERFORMANCE PRODUCTS FOR COATING PHOTOGRAPHIC EQUIPMENT Alte performance per la verniciatura di prodotti per la fotografia Francesco Stucchi ipcm ®

he industrial coating of small components has always encountered significant problems due to difficulties in the handling of parts during the finishing operations. Visa Impianti, an Italian company based in Tregasio di Triuggio (MB), has proven to be able to overcome even the most complex problems by designing its powder coating plant for high-tech products, such as those from the video and photography sector, installed at the premises of Manfrotto, in Feltre (BL), Italy. Manfrotto is a well-known company in Italy. It was established by Lino Manfrotto with two partners in 1972; in 1989, it became part of the Vitec Group. “Vitec Group,” Andrea De Danieli, the Industrial Engineering and Facility Manager of Manfrotto (Fig. 1), says, “is an international group listed on the London Stock Exchange, which provides products to customers from the Broadcast & Video fields, photography and military industries, and to the Aerospace & Government markets. Lino Manfrotto Srl, in particular, is one of companies of the Group’s Imaging division. This division deals with the design, production and distribution of devices and accessories for photography and video (Fig. 2 and 3).”

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a verniciatura industriale di piccoli componenti ha sempre riscontrato problematiche non indifferenti a causa della difficoltà nella gestione dei pezzi durante le operazioni di finitura. Visa Impianti di Tregasio di Triuggio (MB) ha dimostrato di essere in grado di superare anche le problematiche più complesse con la progettazione di un impianto di verniciatura a polvere per prodotti altamente tecnologici come quelli rientranti nei settori video e fotografia, installato presso lo stabilimento della società Manfrotto di Feltre (BL) Manfrotto è un marchio storico italiano: la società fu fondata da Lino Manfrotto con altri due soci nel 1972. Nel 1989 è entrata a far parte di Vitec Group. «Vitec Group – ci spiega Andrea De Danieli, Industrial Engineering and Facility Manager (fig. 1) – è un gruppo internazionale, quotato alla borsa di Londra, fornisce prodotti a clienti che operano nei settori Broadcast & Video, fotografico e militare, e i mercati Aerospace & Government. Lino Manfrotto srl, in particolare, è una delle società della divisione Imaging del gruppo, divisione che si occupa della progettazione, produzione, distribuzione di attrezzature e accessori per la fotografia e il video (figg. 2 e 3).

FOCUS ON TECHNOLOGY La produzione

Manfrotto has kept about 80% of its production in Italy. Only a small range of products has been manufactured abroad. The technical department that designs and develops all the products is located in Bassano del Grappa (VI), while the manufacturing plant is in Feltre (BL). One of the main markets for Manfrotto is the American one, where it is a leader in both the professional and the amateur photography ﬁelds. The manufacturing plant of Feltre has seven units. One of them is devoted to the design, construction and maintenance of moulds for injection moulding as well as aluminium or magnesium and plastic die casting. “A classic tripod consists of aluminium or carbon head and legs, plus various components,” De Danieli continues. “We do not deal in-house neither with the casting nor with the production of tubes, but we own the moulds used by the foundries of Northern 1 Italy on which we rely. On the other hand, we prepare, deburr and clean in-house the surfaces of the die-cast parts and we deal with a ﬁrst processing and with the coating operations. If required, we also perform a post-coating process: we treat the threads and subject the components with the most complex shapes, such as bearings, to precision machining operations using CNC machines. We also have a unit that deals with the tube processing: we receive the carbon or aluminium or steel tubes as 6 metre long bars, which are then cut and processed to produce holes, threads, deformations and so on. At this point of the process, the castings and the tubes are sent to the assembly stations: two production units are devoted to this task, one dealing with the assembly of the tripods, and the other one with the assembly of the heads.”

Manfrotto ha mantenuto circa l’80% della sua produzione in Italia. Solo una piccola parte della produzione è effettuata all’estero. L’ufficio tecnico che progetta e sviluppa i prodotti si trova a Bassano del Grappa (VI); questi vengono poi realizzati nello stabilimento di Feltre (BL). Uno dei mercati di elezione di Manfrotto è quello americano, dove è leader nel mondo della fotografia sia professionale che amatoriale. Lo stabilimento produttivo di Feltre presenta sette unità: una è dedicata alla progettazione, costruzione e manutenzione di stampi per iniezione, pressofusione o conchiglia di alluminio o magnesio e plastica. “Il classico treppiede è costituito dalla testa e dalle gambe in alluminio o carbonio e dai vari componenti – prosegue De Danieli. Internamente non abbiamo né il reparto fonderia né la produzione del tubo ma siamo proprietari degli stampi che forniamo alle fonderie del Nord Italia. Internamente prepariamo, sbaviamo e puliamo le superfici delle fusioni e procediamo a una prima lavorazione e alla verniciatura. Se richiesto, procediamo a un’ulteriore lavorazione post-verniciatura: trattiamo i filetti e sottoponiamo tutte quelle geometrie particolari di parti utili a raccogliere interferenze, tipo cuscinetti o altro, a lavorazioni meccaniche di precisione su centri di lavoro CNC. Abbiamo anche un’unità che si occupa della lavorazione dei tubi: riceviamo il tubo di carbonio o alluminio o acciaio in barre di 6 metri che vengono poi tagliate e lavorate per creare fori, filetti, deformazioni e quant’altro. A questo punto del processo le fusioni e i tubi sono inviati all’assemblaggio: due unità produttive sono dedicate a questa operazione, uno si occupa di assemblare i treppiedi, l’altra di assemblare le teste”.

The importance of colour

L’importanza del colore

The plant of Feltre manufactures products for two brands: Manfrotto, the original one, and Gitzo, a particularly renowned brand for the quality of the ﬁnishes and the materials used, such as carbon tubes. Gitzo’s quality is well above the standard, starting from the mechanical machining and the assembly of the

Nella sede di Feltre vengono creati i prodotti per due marchi: Manfrotto, quello storico, e Gitzo, particolarmente rinomato per la qualità e ricercatezza delle ﬁniture e dei materiali utilizzati, come il tubo in carbonio. La qualità di Gitzo è ben al di sopra dello standard, già a partire dalla lavorazione meccanica e dall’assem-

Production

Andrea De Danieli, the Industrial Engineering and Facility Manager of Manfrotto. Andrea De Danieli, Industrial Engineering and Facility Manager di Manfrotto.

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2 3

Some details of the products that are coated by Manfrotto: heads of tripods for cameras. Alcuni particolari dei prodotti verniciati in Manfrotto: le teste dei treppiedi per macchine fotograﬁche.

The spray pre-treatment tunnel. Il tunnel di pretrattamento a spruzzo.

High Performance Products for Coating Photographic Equipment

components: while, for the Manfrotto branded products, statistical parameters of quality are considered, the Gitzo branded ones are checked one by one after coating and before assembly. For all products, however, the role of the finish is critical. “For Gitzo, we use a special powder coating that we call “Noir Decor” and that characterises this brand. The products of the brand Manfrotto, on the other hand, are characterised by a wrinkle black finish,” De Danieli explains. “This choice is dictated by technical aspects related to photography. For our amateur product range, we can also sell coloured tripods, but a professional will never purchase such a product, because the equipment colour is a fundamental and crucial aspect: it must be as little reflective as possible and must not impair the management of light by the photographer,” De Danieli concludes.

blaggio: mentre per i prodotti a marchio Manfrotto si fa riferimento a dei parametri statistici di qualità, i prodotti a marchio Gitzo sono controllati uno per uno dopo la verniciatura e prima dell’assemblaggio. Per tutti i prodotti il ruolo della finitura è fondamentale. “Per i prodotti a marchio Gitzo utilizziamo una vernice a polvere particolare, che noi chiamiamo “Noir Decor” e che caratterizza questo brand. I prodotti del brand Manfrotto sono invece caratterizzati da una finitura nera raggrinzata – spiega De Danieli - Questa scelta di colore è dettata da aspetti tecnici legati alla fotografia. Per la nostra serie di prodotti amatoriali possiamo mettere sul mercato dei treppiedi colorati, ma un professionista non acquisterà mai un prodotto del genere, perché il colore dell’attrezzatura è un elemento fondamentale e determinante: deve essere il meno riflettente possibile e non deve compromettere la gestione della luce da parte del fotografo” conclude De Danieli.

Criticalities of the coating process

Criticità della fase di verniciatura

Aside from the legs in aluminium and carbon as well as the screws, 90% of the Manfrotto products made in aluminium and magnesium are coated. The legs are ﬁnished by anodic oxidation, by a contractor. The rest is coated in one system located in the plant of Feltre, in operation since April 2013. The project of dealing in-house with the coating process was started three years ago. Earlier, the company relied on one contractor, subsequently joined by a second one. The choice of insourcing the coating operations was made with the aim of reducing to ﬁve days the production time, from the arrival of a component to its delivery, including the pre-coating processing, coating and post-coating processing stages.

A parte le gambe in alluminio e carbonio e le viterie, il 90% dei prodotti Manfrotto in alluminio e magnesio è verniciato. Le gambe sono finite con ossidazione anodica, demandata all’esterno. Il resto è verniciato in un unico impianto situato nello stabilimento di Feltre, in funzione a partire dall’aprile 2013. Il progetto di portare la verniciatura all’interno dell’azienda nacque circa 3 anni fa. In precedenza, l’azienda si serviva di un unico terzista, poi affiancato da un secondo. La scelta dell’insourcing per l’operazione di verniciatura è nata dalla volontà di ridurre a cinque giorni la tempistica di realizzazione del prodotto dal momento dell’arrivo del pezzo fino alla consegna: cioè lavorazione pre-verniciatura, verniciatura e lavorazione post-verniciatura.

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FOCUS ON TECHNOLOGY

“Given the technical issues arising from the small size of the parts to be coated and from their high diﬀerentiation, before buying a plant we have visited the factory of a company that has a very similar production to ours in terms of volumes, materials, sizes and handling system, so as to get a better idea of our future production needs.” De Danieli says. “During the design stage, considering the capacity we wanted to achieve, we had considered the possibility of installing a more complex system, able to work on two or three shifts. Initially, the project involved the implementation of an in-line shot blasting process with two machines, one for the aluminium components and one for the magnesium ones. The system, therefore, would have included: shot blasting, chemical pre-treatment, coating, polymerisation and unloading. Afterwards, the empty load frame would have returned to the shot blasting machine for the paint stripping operation.”

«Date le problematiche tecniche derivanti dalle dimensioni contenute dei pezzi da verniciare e dall’elevata diﬀerenziazione, prima di acquistare l’impianto, abbiamo visitato lo stabilimento di un’azienda che ha una produzione molto simile alla nostra per volumi, materiali e dimensioni e movimentazione pezzi, per farci un’idea più precisa delle future esigenze produttive – racconta De Danieli - Durante la fase di progettazione dell’impianto, dati i volumi iniziali che ci eravamo preﬁssati di realizzare a livello di verniciatura, avevamo considerato la possibilità di installare un impianto più complesso, in grado di lavorare su 2 o 3 turni. Inizialmente il progetto prevedeva l’inserimento della granigliatura in linea con due macchine, una dedicata all’alluminio e una al magnesio. Il ciclo, quindi, avrebbe previsto granigliatura, pretrattamento chimico, verniciatura, polimerizzazione e scarico. Il telaio di appensione vuoto sarebbe poi rientrato nella granigliatrice per la sverniciatura”.

One of the two Wagner Itep booths. Una delle cabine gemelle Wagner Itep.

The powder coating feed system by Wagner Itep. La centrale di alimentazione polvere Wagner Itep.

High Performance Products for Coating Photographic Equipment

“This project, however, has been rejected, mainly because the part hanging system would have presented difficulties in the correct positioning of the component to efficiently perform all the three operations, that is, shot blasting, pre-treatment and 5 coating,” De Danieli continues. “Despite the undoubted advantages of the in-line shot blasting process, the system would have been inflexible. We have therefore decided to perform the shot blasting stage off-line.”

“Questa possibilità progettuale è stata però scartata, principalmente perché il sistema di appensione del pezzo avrebbe presentato difficoltà di posizionamento corretto del manufatto per svolgere in modo efficace tutte e tre le operazioni, ossia granigliatura, pretrattamento e verniciatura – prosegue De Danieli – Nonostante gli indubbi vantaggi della granigliatura in linea, il sistema sarebbe stato più rigido. Abbiamo deciso quindi di spostare la granigliatura fuori linea”. Oggi Il 95% dei pezzi è granigliato per rendere la superficie più omogenea, successivamente subiscono un pretrattamento chimico con prodotti Chemetall (fig. 4) per aumentare la qualità finale del film di verniciatura e l’adesione.

Currently, 95% of parts are shot blasted to make the surface more homogeneous. Then, a chemical pre-treatment with Chemetall products (Fig. 4) is performed to improve the quality and the adhesion of the ﬁlm.

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“The plant,” so Paolo Massari from Visa Impianti, “is equipped with a bar code reader that identiﬁes the component, determines the 6 coating process needed and starts the line. We have tried to integrate as much as possible the system in our production process. It is located in the area that we have devoted to the pre and post-coating machining operations: the layout has been designed in such a way that the coating plant integrates perfectly in the machining process. Another peculiarity is the placement of the two Wagner Itep booths for the powder coating application within an enclosed, pressurized and air-conditioned room (a sort of clean room) at a constant temperature to promote a high quality ﬁnish.” Currently, the plant coats 33,000 parts/day, although its full capacity is 40-50,000 parts/day.

«L’impianto – interviene Paolo Massari di Visa Impianti - prevede un lettore di codice a barre che riconosce il pezzo e determina la tipologia di ciclo di verniciatura nonché l’avviamento della linea. Abbiamo cercato di integrare l’impianto il più possibile nel processo produttivo globale: è stato infatti collocato in un capannone dove sono state trasferite anche le lavorazioni meccaniche pre- e post-verniciatura: il layout è stato studiato in modo tale che l’impianto di verniciatura si integri perfettamente nel processo di lavorazione. Un’altra particolarità progettuale è la collocazione delle due cabine Wagner Itep gemelle per l’applicazione della polvere all’interno di un locale chiuso, pressurizzato e climatizzato (una sorta di cleanroom) a temperatura costante per favorire una ﬁnitura di alta qualità”. Attualmente l’impianto vernicia 33.000 pezzi/giorno sebbene la capacità produttiva a saturazione sia di 40-50.000 pezzi/giorno.

FOCUS ON TECHNOLOGY

Il pezzo arriva in magazzino e viene subito sbavato e granagliato per togliere i residui di fusione. Di fronte alla linea di granigliatura ci sono i telai di appensione che sono caricati dagli operatori in base alle informazioni contenute nel codice a barre di ogni tipologia di pezzo (fig. 7). Ogni pezzo è contrassegnato da un codice contenente tutte le informazioni di verniciatura: codice prodotto, tipologia di telaio di appensione, numero di pezzi da posizionare su ogni telaio, colore da applicare, finanche il contenitore da predisporre per lo scarico di quella tipologia di pezzo. All’ingresso dell’impianto, il software legge il codice a barre e imposta il programma di verniciatura corrispondente. Dopo il pretrattamento chimico, i telai sono inviati in un forno di asciuga7 tura e degasaggio in cui permangono a 190°C per un tempo uguale a quello di polimerizzazione: questo serve ad anticipare, prima dell’applicazione della vernice in polvere, l’esplosione di eventuali bolle di fusione. La parte di applicazione comprende una postazione di preritocco manuale e due cabine automatiche a cambio colore rapido di ultima generazione, realizzate da Wagner Itep di Valmadrera (LC) (figg. 5 e 6). Le cabine, che consentono un recupero totale della polvere, possono gestire dodici colori, nonostante l’80% della produzione preveda la finitura di colore nero raggrinzato. L’applicazione delle polveri è in mano unica con due reciprocatori contrapposti.

Load frames. I telai per il trasporto dei pezzi.

Parts entering a coating booth. L’ingresso nella cabina di verniciatura dei manufatti da verniciare. 9 10

Parts of tripods during the coating operations. Le parti dei treppiedi durante la fase di verniciatura.

Il ciclo di verniciatura

At their arrival, the components are immediately deburred and shot blasted to remove any casting residues. In front of the shot blasting line, the parts are hung into the load frames by the operators according to the information contained in the bar code (Fig. 7). Each workpiece is marked with a code containing all the information needed for the coating operations: product code, type of load frame, number of parts to be placed in each frame, colour to be applied, and even the container needed for the unloading operation. At the entrance to the plant, management software reads the barcode and sets the corresponding coating © Manfrotto program. After the chemical pre-treatment, the frames are sent to a drying and degassing oven in which they remain at 190°C for a time equal to that of polymerisation: this provides the explosion of any air bubbles before the application of the powder coating. The application section includes a manual pre-retouch station and two last generation automatic booths with a quick colour change supplied by Wagner Itep, an Italian company based in Valmadrera (LC), Italy (Fig. 5 and 6). The booths, enabling the complete recovery of the powder, can handle twelve colours, although 80%

Coating system

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

High Performance Products for Coating Photographic Equipment

A detail of the handling system. Un particolare del sistema di trasporto dei telai. 12

The polymerisation oven. Il forno di polimerizzazione. 11

The evaporator for the waste water treatment process. L’evaporatore per il trattamento delle acque. 14

Columns with the resins for the production of demineralised water, Le colonne a resine per la produzione di acqua demineralizzata.

of the production requires a wrinkle black ﬁnish. The application is in one coat with two opposing reciprocators. Again, the entrance of the components in the booths is managed through the bar code. Computer software identifies the colour in use in the two booths and selects the one to be put into operation (Fig. 8, 9 and 10). The parts are handled by a two-rail conveyor designed by Futura Convogliatori, which is of considerable importance for the purpose of integrating the coating stage in the production process (Fig. 11). The final polymerisation takes place in a traditional bell oven for 20 minutes at 180°C (Fig. 12). Also the waste water treatment system has been designed by Visa Impianti, in collaboration with Ecoteam, another Italian company based in Scandicci (FI). It is a closed loop system, since industrial waste discharges are not allowed in the area. “Together with Manfrotto and Ecoteam,” Paolo Massari explains, “we have developed a total recirculation (zero discharge) system consisting of a demineralisation plant and a vacuum evaporator, both supplied by Ecoteam. It has proven easy to use; moreover, it has a low management cost and ensures a high quality production. The evaporator exploits the mechanical vapour recompression technology and enables us to reuse 95% of the waste water treated (Fig. 13). The demineralisation plant, through a treatment with activated carbon and 50 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

L’ingresso dei pezzi in cabina è gestito sempre dal codice a barre del pezzo, il software di gestione riconosce quale colore è caricato nelle due cabine gemelle e seleziona la cabina da mettere in funzione per l’applicazione e relativi parametri (figg. 8, 9 e 10). La movimentazione dei pezzi è gestita da un trasportatore birotaia, progettato da Futura Convogliatori, che riveste un’importanza notevole al fine dell’integrazione della verniciatura nella linea di produzione (fig. 11). La polimerizzazione finale dei pezzi avviene in un forno a campana tradizionale, con tempo di permanenza di 20 min a 180 °C. (fig. 12). Anche la parte trattamento acque è stata progettata da Visa Impianti in collaborazione con Ecoteam di Scandicci (FI). Il sistema prevede un ciclo chiuso, dal momento che sul territorio dove sorge Manfrotto non è prevista la possibilità di scarichi industriali. “Abbiamo studiato insieme a Manfrotto e Ecoteam – spiega Paolo Massari – un sistema di ricircolo totale (scarico zero) costituito da un impianto di demineralizzazione e da un evaporatore sottovuoto entrambi forniti da Ecoteam. L’impianto di trattamento realizzato si è dimostrato di facile utilizzo, con un costo di gestione molto basso e permette di ottenere un elevata qualità in produzione. L’evaporatore utilizza la tecnologia della ricompressione meccanica dei vapori e permette il riuso in produzione dell’evaporato pari al 95% dei reflui trattati (fig. 13); l’impianto di demineralizzazione, tramite un trattamento su carbone attivo e resine a

FOCUS ON TECHNOLOGY ion exchange resins, provides demineralised water with a low conductivity that can be fully reused in the production process. The regeneration of the resins is performed by a certiﬁed ﬁrm (Fig. 14).”

scambio ionico (fig. 14), fornisce acqua demineralizzata a bassa conducibilità riutilizzata completamente nel processo di produzione. La rigenerazione delle resine è affidata a una ditta esterna certificata ISO 14001”.

Conclusions

Conclusioni

“I am pleased with this investment, which has allowed us to insource a key production stage such as the coating operation,” De Danieli states. “We we are reaching the desired quality level, we have started the plant on schedule and we are producing the volumes we had planned: 3035,000 parts/day on one shift. Our goal, however, is 50,000 parts/day on two shifts. We handle over 800 diﬀerent products: currently, 300 of them are treated in-house, but we aim at adding more and more components each month up to the full capacity of the system. We produce one and a half million parts per year, from tripods to heads and light stands1. One can well understand why we want to achieve our goals in the shortest time possible. I must say that, for the time being, we are going the right way.”

“Sono soddisfatto dell’investimento che ci ha consentito di portare all’interno una fase produttiva chiave come la verniciatura – afferma Danieli – stiamo raggiungendo i livelli di qualità desiderati, abbiamo avviato l’impianto nei tempi previsti e stiamo producendo i volumi prefissati: 30-35.000 pezzi/g su un turno lavorativo. Il nostro target, tuttavia, è di 50.000 pezzi su due turni. Abbiamo oltre 800 codici prodotto da gestire: oggi, ne stiamo gestendo circa 300 internamente, ma l’obiettivo è introdurre ogni mese più codici possibili fino ad arrivare a saturare l’impianto. Produciamo 1 milione e mezzo di unità l’anno, dai treppiedi alle teste e agli stativi1. Si può ben comprendere perché vogliamo raggiungere gli obiettivi prefissati nel minor tempo possibile. Devo dire che per ora stiamo percorrendo la strada giusta”.

A stand for lights, illuminators, and diﬀusers, Ed.

supporti a cui vengono attaccati luci, illuminatori, diﬀusori, ndr

A WASTE WATER TREATMENT SYSTEM TO MEET CATERPILLAR'S ENVIRONMENTAL IMPACT REQUIREMENTS Impianto di depurazione delle acque funzionale per soddisfare i requisiti di impatto ambientale presso l’impianto Caterpillar Francesco Stucchi ipcm ®

Opening photo: The cylinders produced by this company are intended for the Caterpillar earthmoving machines: the picture shows a backhoe loader1. 1

For a machine of this type, 10/12 cylinders are used.

Foto d’apertura: i cilindri prodotti nello stabilimento marchigiano sono destinati alle macchine movimento terra Caterpillar: in ﬁgura una terna1. 1

Per una macchina di questo tipo vengono impiegati 10/12 cilindri.

aterpillar Hydraulics Italia, based in Jesi (AN), produces oil-hydraulic cylinders in various sizes, shapes and diameters for earthmoving machinery. In September 2012, it installed at its premises, occupying an area of 150,000 m2 of which 19,000 are covered (Fig. 1), a chemical-physical system provided by Simpec, a company based in Carate Brianza (MB), Italy, to treat the waste water produced by the chemical pre-treatment processes of components, in order to meet the environmental standards required at the regional and local level. “The history of our company,” Giovanni Bolognini, the Plant Manager, explains, “began in 1926 with the production of agricultural machines. In 1967, however, it started focusing on hydraulic and oil-hydraulic components. In 1971, the company was transferred to the current seat and, in 1996, it was acquired by Caterpillar, a world leader in the construction of earthmoving machinery, diesel engines, propellers and generators. At the moment, we are the leading manufacturer of cylinders in the Caterpillar Group at the European level, with a production volume of 250,000 units per year, that is, about 1,000 cylinders of about 200 diﬀerent types per day (Fig. 2).”

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a Caterpillar Hydraulics Italia, con sede a Jesi (AN), produce cilindri oleodinamici di varie dimensioni, forme e diametri per macchine movimento terra. All’interno dello stabilimento, che occupa una superficie pari a 150.000 m2 di cui 19.000 coperti (fig. 1), ha installato nel settembre 2012 un impianto chimico-fisico fornito da Simpec di Carate Brianza (MB) per il trattamento degli scarichi derivanti dai processi di pretrattamento chimico dei componenti, allo scopo di rispondere ai requisiti ambientali richiesti dagli enti regionali e locali. «La storia della nostra società – ci spiega Giovanni Bolognini, Plant Manager – iniziò nel 1926 con la produzione di macchine agricole. Nel 1967 cambiò il settore di appartenenza dedicandosi alla realizzazione di componenti idraulici e oleodinamici. Nel 1971 la sede dell’azienda fu trasferita nello stabilimento in cui ci troviamo oggi e, nel 1996, la nostra società è stata acquisita da Caterpillar, leader mondiale nella costruzione di macchine movimento terra, motori diesel, propulsori e generatori elettrici. Oggi siamo il principale produttore di cilindri del gruppo Caterpillar a livello europeo con un volume produttivo pari a 250.000 unità l’anno, circa 1.000 cilindri al giorno di circa 200 tipi diversi (fig. 2)».

FOCUS ON TECHNOLOGY La verniciatura dei cilindri

The coating system operates in a continuous mode on three shifts, finishing approximately 1,200 parts per day. “Its design process started in 2004 and ended in 2007 with its installation,” Roberto Pierandrei, the Manufacturing Engineer Manager, says, “following the implementation of our lean transformation program, conceived to rationalise the production and organise it on a production line basis. The previous system was outdated and was no longer able to support the productive needs of the company. Therefore, it has been replaced and adapted to the new configuration of the production lines, so as to increase our production capacity and reduce its environmental impact. 1 Currently, our production is organised in lines, each of which handles a particular type of component. At the end of the line, we obtain a complete cylinder, which is hung directly to a load frame for the coating stage. This is one of the most innovative elements of our lean transformation process, which has doubled our production capacity: the absence of an intermediate handling stage between the various manufacturing operations, including the coating one, enables us not to stockpile material and ensures the continuity of production. At the end of each of the six production lines, there is a loading area where the components are hung directly into the system. The coating line is constantly evolving, too: we can say that the current one is not its final version, because, based on the ever changing production requirements, we have made and we are still making changes and improvements.”

L’impianto di verniciatura è attivo a ciclo continuo su tre turni lavorativi per la finitura di circa 1.200 pezzi al giorno. «Il progetto per l’impianto di verniciatura è nato nel 2004 per concludersi nel 2007, anno della sua installazione – precisa Roberto Pierandrei Manufacturing Engineer Manager – in seguito all’implementazione di un programma di lean transformation, messo in atto per razionalizzare il più possibile la produzione e organizzarla per linee produttive. L’impianto precedente era infatti datato e non era più in grado di sostenere la trasformazione produttiva d e l l ’a z i e n d a . È stato quindi sostituito per aumentare la capacità produttiva, adattandolo alla nuova configurazione delle linee produttive, e migliorare l’impatto ambientale. Attualmente la produzione è organizzata in linee ognuna delle quali produce un determinata tipologia di prodotto. Alla fine della linea otteniamo il cilindro completo, che viene appeso direttamente al telaio di carico per la verniciatura. Questo è uno degli elementi più innovativi della lean transformation, che ha raddoppiato la capacità produttiva: l’assenza di una fase intermedia di movimentazione tra le varie operazioni di produzione del pezzo, verniciatura compresa, che ci permette di non accumulare materiale e garantisce una continuità produttiva. Al termine di ognuna delle sei linee produttive vi è una baia di carico per l’appensione diretta del pezzo sull’impianto. La linea di verniciatura è anch’essa in continua evoluzione: possiamo dire che ancora oggi non è nella sua versione definitiva, nel senso che, in base alle sempre nuove esigenze produttive, abbiamo provveduto e provvediamo ancora oggi ad apportare modifiche e miglioramenti».

Coating the cylinders

A bird's eye view of the Caterpillar plant in Jesi, in the province of Ancona. Panoramica dello stabilimento Caterpillar di Jesi, in provincia di Ancona.

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A Waste Water Treatment System to Meet Caterpillar's Environmental Impact Requirements

The water coating stage inside the booth. Caterpillar's products are divided into categories according to the type of outdoor exposure. Obviously, the components coated by Caterpillar Hydraulics fall into the highest exposure categories. The quality of the products is veriﬁed by an American laboratory, called Tech Center, which has the task of responding to all technical requirements of the Group's subsidiaries worldwide.

2 2

An example of the cylinders produced by Caterpillar Hydraulics Italia. Un esempio dei cilindri prodotti da Caterpillar Hydraulics Italia.

La verniciatura ad acqua dei pezzi all’interno della cabina. Tutti i prodotti Caterpillar sono suddivisi in categorie in base al tipo di esposizione che hanno all’esterno. Ovviamente i componenti verniciati in Caterpillar Hydraulics rientrano nelle categorie ad esposizione più elevata. La qualità del prodotto è veriﬁcata da un laboratorio americano, chiamato Tech Center, che si occupa di rispondere a tutte le esigenze tecniche provenienti dalle divisioni della multinazionale distribuite in tutto il mondo.

Coating system

Il ciclo di verniciatura

The coating line consists of the three usual parts: nanotechnology pre-treatment tunnel, coating and curing stations. “The nanotechnology pre-treatment process includes ﬁve stages: degreasing, two rinsing steps, the second of which with demineralised water, phosphation, further rinsing with demineralised water and drying,” Pierandrei continues. “Subsequently, the part reaches the coating application area, where there are two parallel lines: on each line, we have installed two water veil booths, because the system provides for the application of a primer and an enamel layer. Having two lines gives us the ability to be ﬂexible as regards the colour and the type of component to be treated. One line is fully automatic by means of reciprocators, the other one is a semi-automatic, with a manual station for the products with such a particularly complex shape that they cannot be coated in the automatic line (Fig. 3 and 4).

La linea di verniciatura è costituita dalle classiche tre parti: tunnel di pretrattamento nanotecnologico, verniciatura e polimerizzazione. «Il pretrattamento nanotecnologico è a cinque stadi, cioè sgrassaggio, due stadi di risciacquo, di cui il secondo con acqua demineralizzata, fosfatazione, ulteriore risciacquo con acqua demineralizzata e asciugatura» – continua Pierandrei. «Successivamente il pezzo arriva nell’area di applicazione della vernice dove ci sono due linee in parallelo: su ciascuna linea abbiamo installato due cabine a velo d’acqua, perché il ciclo prevede applicazione del primer e dello smalto. Avere due linee ci dà la possibilità di essere ﬂessibili per quanto riguarda il colore e per la tipologia del pezzo. Infatti, una linea è completamente automatica a mezzo di reciprocatori, l’altra è semi-automatica con una postazione manuale per quei prodotti di forma più complessa che sulla linea automatica non possono essere verniciati (ﬁgg. 3 e 4).

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FOCUS ON TECHNOLOGY The third stage is that of polymerisation in an oven at 80-90°C and ﬁnal cooling. This enables us to unload the cylinders from the line “in real time”, without having to wait for the natural cooling of the parts (Fig. 5).”

La terza fase è quella della polimerizzazione in forno di cottura a 80-90 °C e raffreddamento finale: questo ci consente di poter scaricare dalla linea i cilindri in tempo reale, senza dover aspettare il raffreddamento naturale dei pezzi (fig. 5).

Focus on the environment: reduction of emissions and waste

Focus sull’ambiente: riduzione delle emissioni e degli scarichi

“We use only water-based paints and we have greatly reduced emissions,” so Fabio Vitali, the Safety and Environment Coordinator of Caterpillar Hydraulics. “Thanks to the new coating plant as well as the adoption of the electrostatic technology and of water-based products, we are deﬁnitely below the limits imposed. The excellent result of a lower environmental impact has been completed with the installation of a new chemical-physical plant for the waste water produced in the pretreatment stage.”

“Utilizziamo solo vernici all’acqua e abbiamo ridotto di molto le emissioni» – interviene Fabio Vitali, Safety and Environment Coordinator di Caterpillar Hydraulics – Grazie al nuovo impianto di verniciatura, all’introduzione dell’elettrostatica e delle vernici all’acqua siamo nettamente scesi sotto i limiti imposti. L’ottimo risultato del minor impatto ambientale si è completato grazie all’installazione di un nuovo impianto chimico-fisico per il trattamento delle acque reflue di pretrattamento».

4 4

A detail of the coated cylinders. The colours used are those of the brand: yellow and black. Un dettaglio dei cilindri verniciati. I colori utilizzati sono quelli del brand: il giallo e il nero.

A Waste Water Treatment System to Meet Caterpillar's Environmental Impact Requirements

Components just outside the drying oven. I componenti appena fuoriusciti dal forno di asciugatura. 6

The two tanks placed between the pretreatment tunnel and the coating plant, where the concentrate from the nanotechnology pre-treatment process is stored.

L’impianto di trattamento delle acque

“We had an old chemical, physical and biological puriﬁer built in the 1970s, with buried concrete tanks,” Vitali continues. “With the new regulations, we would have been no longer able to meet the parameters required. Therefore, we have decided to replace it. We have met Simpec at a trade fair and we have decided to opt for a chemical-physical treatment plant. We have dismantled the old biological system that treated the waste water from the cafeteria and the bathrooms, installing a grease separator and an Imhoﬀ tank. We have also designed alternative solutions for the cooling water from the mechanical processing: at the end of the production line, the cylinders are subjected to a hydraulic test and the oil of the test bench is treated with a cooling water system. Initially, this water passed through heat exchangers and then, through the sewer, it reached the old chemicalphysical treatment plant. However, we have soon decided not to use the new system to treat this cooling water, but to create a closed-loop system to reuse it. We have started by installing the closed-loop system for the cooling water, and then we have dismantled the biological plant and began to build the chemical-physical one.”

«Avevamo un vecchio depuratore chimico-fisico-biologico degli anni Settanta con vasche in cemento interrate» - continua Vitali. «Con le nuove normative, non saremmo più riusciti a rispettare i parametri indicati e abbiamo deciso di provare a valutare dei nuovi impianti di depurazione. Abbiamo conosciuto la società Simpec ad una fiera e abbiamo deciso di procedere con un impianto di trattamento chimico-fisico. Abbiamo smantellato il vecchio impianto biologico su cui conferivamo gli scarichi della mensa e dei bagni, installando un degrassatore e una fossa Imhoff. Abbiamo anche studiato soluzioni alternative per le acque di raffreddamento delle lavorazioni meccaniche. Infatti, alla fine della linea di produzione il cilindro viene collaudato con un test idraulico e l’olio del banco di collaudo è trattato con un sistema di raffreddamento ad acqua che prima era a perdere, cioè l’acqua passava attraverso gli scambiatori di calore e poi, tramite la fognatura, raggiungeva il vecchio impianto di depurazione chimico-fisico. Quando abbiamo valutato la necessità di costruire il nuovo impianto, abbiamo deciso da subito di non far confluire queste acque all’impianto, ma di creare un sistema a circuito chiuso per riutilizzare le acque. Abbiamo iniziato installando questo impianto per le acque di raffreddamento a circuito chiuso, poi abbiamo smantellato l’impianto biologico e iniziato a costruire al suo posto il nuovo impianto chimico-fisico».

I due serbatoi collocati tra il tunnel di pretrattamento e l’impianto di verniciatura, dove viene stoccato il concentrato risultante dai processi di pretrattamento neotecnologico.

Waste water treatment system

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FOCUS ON TECHNOLOGY

L’impianto installato da Simpec raccoglie i reflui della The plant installed by Simpec collects the waste fase di pretrattamento in questo modo: le tre vasche water from the pre-treatment stage as follows. di risciacquo hanno lo scarico in continuo. Al depuraThe three rinse tanks have a continuous drain 3 tore confluisce circa 1 m3 di acqua di risciacquo all’ora. function; about 1 m of rinsing water per hour flows to the purifier. The two process tanks Le due vasche di processo, invece, dove si raccolgono collecting the waste water from the washing i concentrati del lavaggio e della passivazione nanoand nanotechnology passivation stages, on the tecnologica, vengono svuotate e pulite 2 volte l’anno. other hand, are emptied and cleaned 2 times a Prima dell’installazione del nuovo impianto, la pulizia year. Prior to the installation of the new plant, di queste vasche doveva essere affidata ad una ditta the cleaning of these tanks had to be entrusted to esterna. another firm. Il concentrato deriThe concentrate vante dalle vasche from the process di processo è stocbaths is stored in cato in due serbatwo tanks located toi posizionati nei near the coating pressi all’impianto di plant (Fig. 6), and verniciatura (fig. 6), then, during the per poi essere trattaworking hours, it to durante l’orario di is treated with the lavoro insieme alle rinsing water. acque di risciacquo. 7 From inside Dall’interno dello the building, stabilimento, conunderground dutture sotterranee pipelines reach the proseguono fino site where the waste al sito dove è stawater treatment to posizionato l’implant is located pianto di depura(Fig. 7, 8 and 9). zione (figg. 7, 8 e 9). Here, there is a Qui si trova un primo first 16 m3 large serbatoio di equalizzazione di 16 m3, equalisation tank, where the dove il liquido sosta 8 liquid dwells per avere un’omogeto be correctly neizzazione ideale. 7 8 homogenised. Nel caso ci fosse un Interior and exterior of the building where the waste water treatment plant is located. In case there is problema sull’ima problem in the pianto di verniciaVeduta esterna e interna del capannone dove è situato l’impianto di depurazione. coating plant tura o nella parte or at the end of finale del depuratothe purifier, its capacity allows not to stop the re, questo serbatoio consente di avere una riserva production for several hours. Two pumps, which, per diverse ore, senza dover fermare la produzione. for safety reasons, operate alternately, are linked Da questo equalizzatore si diramano 2 pompe che, to the equalisation tank. Here, the purification per motivi di sicurezza, funzionano in modo alterstage begins, which includes an acidification nato. Qui inizia la fase di depurazione vera e propria (from 1½ m3), a coagulation (from 2 m3) and a che comprende l’acidificazione (da 1 ½ m3), la coaneutralisation step. The maximum level that gulazione (da 2 m3) e la neutralizzazione. Il target 3 can be reached by the plant is 5 m /h, but it is massimo dell’impianto è di 5 m3/h, ad oggi è setta3 currently set at approximately 3 m /h. to su circa 3 m3/h.

A Waste Water Treatment System to Meet Caterpillar's Environmental Impact Requirements

The layout of the waste water treatment plant designed by Simpec. In the upper part, useful chemicals for this process are listed Il layout dell’impianto per lo scarico delle acque, progettato da Simpec. Nella parte superiore dello schema sono elencati i prodotti chimici utili per l’operazione di depurazione degli scarichi reﬂui.

“Simpec has also suggested us the best products for our purification plant,” Vitali says, “that is, sulphuric acid, coagulant (ferric chloride), caustic soda, pulverised coal and lime slurry. All these products flow in the appropriate tanks through the different pumps and feeders.”

«Simpec ci ha indicato anche i prodotti da utilizzare per l’impianto di depurazione – racconta Vitali - l’acido solforico, il coagulante (cloruro ferrico), la soda caustica, il carbone in polvere e il latte in calce. Tutti questi prodotti attraverso le varie pompe e i dosatori conﬂuiscono nelle rispettive vasche».

Acidiﬁcation, neutralisation and coagulation

Acidiﬁcazione, coagulazione e neutralizzazione

The waste water reaches the coagulation tank, where ferric chloride (FeCl3), which has a coagulating eﬀect, is dosed. Subsequently, if necessary, sulphuric acid is added, in order to maintain the pH at an optimal value to allow the dosage of the neutralising agent in the following stage (Fig. 10). At this point, lime slurry is dosed, in order to increase the pH value. Lime slurry has the function of providing ions for the precipitation of polluting metals.

I reflui pervengono alla vasca di coagulazione, dove viene dosato il cloruro ferrico (FeCl3), che opera un effetto coagulante e successivamente, se necessario, viene dosato anche l’acido solforico, al fine di mantenere il pH ad un valore ottimale per consentire il dosaggio del reattivo neutralizzante nella successiva apposita sezione di neutralizzazione (fig. 10). In questa sezione viene dosata la sospensione di latte di calce allo scopo di incrementare il pH. Il latte di calce ha la funzione di fornire ioni per la precipitazione dei metalli inquinanti.

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Flocculation and sedimentation

After neutralisation, the flocculation stage begins. The flocculant has the task of making the mud flakes (formed during the neutralisation process) bigger, aggregating them to each other. “The flocculant creates heavier flakes, which converge to the lamellar settling tank,” Vitali explains, “which has the function of separating the liquid part from the sludgy one. The liquid part is collected in a pumping tank and then sent through two pumps to the filter unit, with a quartz filter and a carbon one. The sludge is extracted from the settling tank and sent to the thickener. Through a pump, then, it converges in a filter press that produces solid sludge to be managed as waste.

10 10

The coagulation and neutralisation tanks. Le due vasche di coagulazione e di neutralizzazione.

Flocculazione e decantazione Dopo la neutralizzazione, la fase successiva è quella della flocculazione. Il flocculante ha il compito di rendere più grossi i fiocchi di fango, formati durante la precedente neutralizzazione, aggregandoli tra loro. «Il flocculante crea un fiocco più pesante che converge al decantatore lamellare» - continua Vitali. «Il decantatore ha la funzione di separare la parte liquida dalla parte fangosa. La parte liquida viene raccolta in una vasca di pompaggio e, successivamente, inviata, tramite 2 pompe, alla batteria di filtri: il primo filtro è al quarzo, il secondo filtro al carbone. I fanghi, invece, dopo essere stati estratti dal decantatore, sono inviati all’ispessitore e, tramite una pompa, convergono in un filtro pressa da cui fuoriesce il fango solido, che viene gestito come rifiuto.

A Waste Water Treatment System to Meet Caterpillar's Environmental Impact Requirements

The last stage of the sludge treatment process occurs in the filter press, which dehydrates it and turns it into solid waste to be disposed of by a specialist company. L’ultimo passaggio del trattamento dei fanghi è il filtro pressa che li disidratata e li trasforma quindi in rifiuto solido, da smaltire con una ditta specializzata. 12

The tank containing 475 litres of selective chelating resin, whose function is to complete the process of abatement of any heavy metals. La colonna contenente 475 litri di resina selettiva chelante, la cui funzione è quella di riﬁnire il processo di abbattimento di eventuali metalli pesanti.

The clarified water, collected downstream of the filtration process, is treated in a pH correction bath before it is conveyed to the final treatment stage with selective resins, whose function is to complete the process of abatement of any heavy metals traces (Fig. 11). Afterwards, the water that comes out of the purifier becomes surface waste water.”

Le acque chiarificate, raccolte a valle della filtrazione, sono trattate nella vasca di correzione pH allo scopo di correggerlo prima dell’invio delle stesse alla successiva sezione di trattamento finale con resine selettive, la cui funzione è quella di rifinire il processo di abbattimento di eventuali tracce di metalli pesanti (fig. 11). Dopo di che l’acqua che fuoriesce dal depuratore diventa acqua superficiale di scarico».

Conclusions “The collaboration with the Simpec engineers has been essential also with regard to the building works. Together with them, we have designed the most suitable concrete foundation pit as well as a movable cover, which was absent in the previous system and which has been conceived taking into consideration the winter and summer temperatures in our area,” Vitali concludes. “Thanks to the new system, we have reduced the consumption of both the used and the discharged water, we comply with the new environmental regulatory parameters and we have been able to replace an outdated system with a latest generation one, at the highest levels of technology and design – those that a company from the Caterpillar Group cannot but reach.”

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Conclusioni «La collaborazione con i tecnici Simpec è stata indispensabile anche per quanto riguarda la progettazione delle opere murarie. Con loro abbiamo infatti studiato la costruzione della platea in cemento che ritenevamo più idonea per questa struttura e la copertura mobile, che nel precedente impianto non era prevista, valutata in base alle temperature invernali ed estive del nostro territorio – conclude Vitali – Grazie al nuovo impianto abbiamo ridotto il consumo delle acque in prelievo ed in scarico, ci siamo uniformati ai parametri ambientali normativi indicati e abbiamo sostituito un impianto datato con uno di ultima generazione ai massimi livelli tecnologici e progettuali: quelli che una società del gruppo Caterpillar non può non raggiungere».

POWDER COATINGS FOR POLYMERIC MATERIALS: DREAM OR REALITY? Verniciare a polveri i materiali polimerici: sogno o realtà? Luca Antolini ipcm ®

Opening photo: handles in polymeric material powder coated by Color System Srl. Foto d’apertura: maniglie di materiale polimerico verniciate a polveri da Color System Srl.

he powder coating of polymeric materials (Fig. 1) is a process with several critical aspects that inevitably influence the final result, up to potentially compromise its success. One of the most complex problems concerns the adhesion of the coating on this kind of surfaces: their very low surface roughness and their chemical incompatibility with the normally used resins do not allow the paint to adhere to the substrate, thus making the coating process ineffective. Another obstacle for the coating operation, especially with powders, is the thermosensitivity of plastic materials, a characteristic shared with other materials such as MDF. Powder coatings polymerise only at high temperatures, which are unbearable for materials such as the polymeric ones.

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a verniciatura a polveri dei materiali polimerici (fig. 1) è un procedimento che presenta diversi aspetti critici che influenzano inevitabilmente il risultato finale, fino comprometterne completamente il successo dell’operazione. Uno dei fattori più complessi da risolvere riguarda l’adesione della vernice su questo tipo di superficie: la rugosità superficiale molto bassa e l’incompatibilità chimica con le normali resine utilizzate normalmente non consente alla vernice di aderire al substrato, rendendo così vano il processo di rivestimento. Un altro fattore che ha sempre rappresentato un grande ostacolo per la verniciatura, soprattutto quella a polvere, riguarda la termosensibilità dei materiali plastici, caratteristica condivisa con altri materiali come l’MDF. Le vernici in polvere, infatti, polimerizzano soltanto a temperature elevate, insostenibili per materiali come quelli polimerici.

FOCUS ON TECHNOLOGY Come hanno dimostrato altri articoli pubblicati su ipcm® nel recente passato (ved. Ipcm Vol. 4 n. 23 Settembre-Ottobre 2013 pagg. 42-54), verniciare l’MDF oggi non è più un’utopia ma un processo industrializzato. Come per la verniciatura a polvere dei materiali polimerici. Per superare i problemi in fase di ﬁnitura di un manufatto plastico servono ingegno, tecnologia e vernici di alta qualità, una combinazione di caratteristiche che si ritrova in Color System Srl, azienda di Castelﬁdardo (AN). La società si occupa di verniciatura industriale conto terzi, e in particolare di verniciatura liquida di metalli e verniciatura in polvere di materiali plastici.

Color System Srl

The company operates in the furniture (opening photo), household appliances and energy sectors. It also operates in the market of coatings with technical products such as PPA 571, and is achieving great success in the United States with a product intended for oil platforms. 1 “We manage to reach our end customers because cause we do not deal with only one stage of the production process, but with all the intermediate operations, from the design to the end product,” Fabrizio Romoli, owner and sales manager of Color System srl, says. The coating department of the company is equipped with three liquid coating application booths (two manual ones and an automatic one with robots) and a powder coating application booth (automatic, with a reciprocator). Among the systems applied, there is also a hybrid one, with a powder base-coat and a liquid enamel layer. The integrated plant is eﬃcient and compact (Fig. 2). Color System also has a production and powder coating plant in Albania, equipped to provide products able to withstand 1,000 hours in a salt spray test on aluminium and 500 hours on iron.

I settori di riferimento della società sono l’arredamento (foto d’apertura), (foto d apertura ap ), ggli elettrodomestici e il settore energetico. Opera anche nel mercato dei rivestimenti t con prodotti t tecnici come il PPA 571 e sta ottenendo un o grande succesg so negli Stati Uniti, con un U prodotto dedicapr to alle piattaforme petrolifere. “Riusciamo a rag“R giungere il cliente giu finale perché non ci occupiamo soltanto di una fase del processo di produzione di un manufatto, ma anche di tutte le fasi intermedie dalla progettazione al prodotto finito spiega” Fabrizio Romoli, responsabile commerciale di Color System e titolare dell’azienda. Il reparto verniciatura dell’azienda è dotato di tre cabine di applicazione vernici liquide (due manuali e una automatica con robot antropomorfi) e una cabina di applicazione polveri (automatica, con reciprocatore). Fra i cicli applicati ne troviamo anche uno misto, con un fondo a polveri e uno smalto liquido. L’impianto integrato è efficiente e compatto (fig. 2). Color System dispone anche di un impianto di produzione e verniciatura a polveri in Albania, equipaggiato per fornire prodotti che superino la prova di 1.000 ore in nebbia salina su alluminio e 500 ore su ferro. © IPCM F. Stucchi

As illustrated in other articles previously published on ipcm® (see Ipcm Vol. 4 no. 23 SeptemberOctober 2013 pages 42-54), coating MDF is no longer a utopia, but the result of an industrialised process, as is the powder coating of polymeric materials. To overcome the problems arising in the finishing stage of a plastic component, ingenuity, technology and high quality coatings are needed: a combination of features that can be found in Color System Srl, a company based in Castelfidardo (AN), Italy. The firm specialises in contract coating services, particularly metal liquid coating and plastic powder coating.

Example of powder coated metal garden furniture. Esempio di applicazione polveri su mobili da giardino.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Powder Coatings for Polymeric Materials: Dream or Reality?

The loading area of the powder coating plant installed by Color System Srl. Zona di carico dell’impianto di verniciatura a polveri presso Color System Srl.

The continuous search for quality and the constant desire to bring innovation in the industry have led Color System to devise a chemical pre-treatment process that, in combination with a powder coating for heat sensitive substrates developed by TIGER Drylac Italia, enables to powder coat products in phenolic resin, such as pan handles.

La continua ricerca della qualità unita al costante desiderio di portare innovazione nel settore hanno portato Color System a ideare un pretrattamento chimico che, in combinazione con una vernice in polvere per substrati termosensibili messa a punto da Tiger Drylac Italia, permette di verniciare a polveri manufatti in resina fenolica, come i manici delle pentole.

Powder coatings for phenolic resins: a successful innovation

Verniciatura a polveri di resine fenoliche: un’innovazione di successo

Color System is able to powder coat aluminium, Zamac and zinc alloys, as well as polymeric materials such as isotactic polypropylene, nylon and phenolic resins, e.g. bakelite (Fig. 3). Each material needs a speciﬁc pre-treatment process. When deciding to coat phenolic resins, the owner of Color System and the CEO of TIGER Drylac Italia Srl, Klaus Karner, have taken a chance. TIGER is the

Color System è in grado di applicare vernici in polvere, oltre che su alluminio, zama e leghe di zinco, anche su materiali polimerici, come polipropilene isotattico, nylon e resine fenoliche, ad esempio la bachelite (ﬁg. 3). Ogni materiale ha bisogno di un ciclo di pretrattamento speciﬁco. La scommessa di verniciare le resine fenoliche è nata dal titolare della Color System e dall’amministratore delegato di TIGER Drylac Italia Srl, Klaus Karner.

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company that has been supplying Color System with powder coatings for years: with time, the two firms have built a solid relationship. Since its establishment, at the beginning of the 1930s, TIGER has constantly grown by focusing on research and innovation: in 1968, it was the first company to do experimentation on the powder coating technology. “As a result of our R&D work and of several attempts, we have managed to chemically alter the surface characteristics of phenolic resin, which normally cannot be coated, so as to change its surface tension and allow the paint to adhere (Fig. 4),” Romoli states. The key to the adhesion to this type of materials, in fact, lies in the pre-treatment of the surface: with a chemical pre-treatment process, it is possible to create a porous surface that allows the coating to penetrate. The system and the product used to obtain this result are secret, as evidenced by the words of Romoli: “The chemical formula used in this pre-treatment process has been developed in-house. Therefore, no external laboratory is aware of it. The result has been achieved thanks to our solid experience in the galvanic field, started with my father’s work over 30 years ago: a factor that has allowed us to fully

TIGER è l’azienda che da anni fornisce a Color System le vernici in polvere e con cui ha instaurato una proficua collaborazione. A partire dalla sua fondazione, all’inizio degli anni ‘30, TIGER si è costantemente sviluppata puntando su ricerca e innovazione: nel 1968 fu la prima azienda ad intraprendere una sperimentazione nella tecnologia delle vernici in polvere. “In seguito alle nostre ricerche e a diversi tentativi, siamo riusciti ad alterare chimicamente le caratteristiche della superficie di resina fenolica, che normalmente non è possibile verniciare, in modo da variare la sua tensione superficiale e permettere alla vernice di aderire (fig. 4)”, dichiara Romoli. La chiave per l’adesione a questo tipo di materiali, infatti, risiede nel pretrattamento della superficie. Attraverso un pretrattamento chimico è possibile creare una superficie porosa che permette alla vernice di penetrare. Il ciclo e il prodotto utilizzati per ottenere questo risultato sono segreti, come evidenziano le parole dello stesso Romoli: “la formula chimica utilizzata nel pretrattamento è stata sviluppata internamente all’azienda, per cui non c’è nessun laboratorio esterno a conoscenza di questi dati. È stato possibile raggiungere questo risultato grazie alla solida esperienza in ambito galvanico, partita da mio padre oltre 30 anni fa, fattore che ci ha permesso di conoscere a fondo i processi chimici e i materiali”.

Perfect Control of ALL POWDER Types

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Powder Coatings for Polymeric Materials: Dream or Reality?

A small part of the range of products treated by Color System Srl. Esposizione di una piccola parte della gamma dei prodotti trattati da Color System Srl.

Bakelite handle coated by Color System Srl. Maniglia in bachelite verniciata da Color System Srl.

understand chemical processes and materials.” The TIGER coating products, moreover, have been formulated specifically for the needs of Color System. They are highly reactive powder products that TIGER has developed for the coating of thermosensitive parts. They are based ased on a technology technoology derived from MDF, with excellent xcellent resistance resistancce to chemical agents and good mechanical properties for indoor door applications. applicationss. These powder coatings available atings are availa able as metallic, semi-gloss, -gloss, matte and micro textured finishes. In summary, © IPCM F. Stucchi there is currently a lot of competition in the contracting industry. In crowded markets, the only way to be truly competitive is offering high-end, difficult to replicate products. That is why Color System has developed a special chemical pre-treatment process and uses high quality powder coatings such as those by TIGER.”

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I prodotti vernicianti TIGER, inoltre, sono stati formulati specificatamente per le esigenze di Color System. Si tratta di un prodotto in polvere altamente reattivo che abbiamo sviluppato per la verniciatura di manufatti termosensibili una tecnologia derivata lo dall’MDF che presenta una resistenza agli agenti chimici e proprietà meccaniche molmec to buone in applicazioni applicazion per interni. Queste polveri sono so disponibili nelle finiture me metallizzate, semilucide, opach opache e micro testurizzate. 4 In sintesi nel settore conto terzi oggi c’è molta concorrenza nei mercati molto affollati l’unico modo per essere davvero concorrenziali è offrire prodotti di fascia alta, difficilmente replicabili. È a tale scopo che Color System ha concepito questo pretrattamento chimico speciale, e utilizza una vernice in polvere di qualità elevata come quella di TIGER.

THE PAINTSHOP WITH THE LARGEST PRODUCTION CAPACITY IN ITALY IN THE AGRICULTURAL MACHINERY SECTOR L’impianto di verniciatura con la più grande capacità produttiva in Italia per il segmento delle macchine agricole Nicoletta Melloni

Opening picture: A painted component of an agricultural machine of the brand Maschio. Foto d’apertura: un componente verniciato di una macchina agricola del brand Maschio.

he painting of agricultural machinery is putting increasingly strict quality requirements, similar to those of the automotive industry, even if the surface to be ﬁnished are much more complex and demanding. To identify the most suitable solution from the point of view of both productivity and budget optimisation as well as increasingly important factors such as managerial ﬂexibility, energy consumption, respect for the environment, liveability and aesthetics of the system is a key factor for success. Imel of Codroipo (UD, Italy) has paid attention to the individual, i.e. the person that work within the projects, making it a point of strength. It is precisely thanks to devices adjusted on the direct operator, “on the man” needs, that the company has improved the performances of “the machine”, i.e. the paintshop. This approach contrasts with the most widespread investment on improving technological parameters and prioritising them over the human ones. In recent years, Imel has designed a number of stateof-the-art systems for all the important names in the production of agricultural machinery worldwide, such as

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l segmento della verniciatura delle macchine agricole pone requisiti di qualità sempre maggiori, affini a quelli richiesti nel settore auto, sebbene le superfici da verniciare siano più complesse e impegnative. Ricercare la soluzione più idonea sia dal punto di vista della produttività sia per quanto riguarda dei fattori sempre più emergenti, come la flessibilità gestionale, i consumi energetici, il rispetto dell’ambiente, la vivibilità e l’estetica dell’impianto di verniciatura è diventato un aspetto imprescindibile. Imel di Codroipo (UD) ha fatto dell’attenzione all’individuo, cioè di colui che opera all’interno dei progetti realizzati, un punto di forza: è proprio grazie ad accorgimenti studiati sull’operatore diretto, “sull’uomo”, che l’azienda ha migliorato le performance “della macchina”, dell’impianto di verniciatura, processo in controtendenza con il più diffuso investimento nel migliorare i parametri tecnologici trascurando quelli umani. Imel ha progettato impianti all’avanguardia per i grandi nomi della produzione dei macchinari agricoli del panorama mondiale, come per i bielorussi

FOCUS ON TECHNOLOGY Gomselmash (2010) e Amkodor (2013); per i francesi Siac (2001), Sulky-Burel (2010) e Carré: per i turchi di Verimkabin (2013) e Yarish (2011); per i russi Voronezhselmash (2012) ﬁno ad annunciare nel 2013 un accordo con la celeberrima Maschio Gaspardo Unigreen per la realizzazione di due nuovi impianti di verniciatura destinati agli stabilimenti italiani di Campodarsego (PD) e di Concordia Sagittaria (VE) del partner Moro Aratri. L’impianto più importante della commessa, quello destinato a Campodarsego (PD), avrà una superﬁcie di oltre 10mila metri quadrati e sarà l’impianto di verniciatura italiano con la più grande capacità produttiva del Paese per il segmento delle macchine agricole. L’impianto progettato da Imel è stato pensato per integrare in un’unica struttura tre diversi tipi di verniciatura: a cataforesi, a liquido e a polvere (foto d’apertura), in grado di raddoppiare l’attuale capacità produttiva dei precedenti impianti del Gruppo Maschio. L’impianto, realizzato per lavorare con tecnologie a basso impatto ambientale e con i più alti standard di sicurezza per il benessere dei dipendenti, sarà gestito da circa 20 addetti per turno.

for the Belarusians Gomselmash (2010) and Amkodor (2013); for the French Siac (2001), Sulky-Burel (2010) and Carré: for the Turks Verimkabin (2013) and Yarish (2011); for the Russians Voronezhselmash (2012) and announcing in 2013 an agreement with the famous Maschio Gaspardo Unigreen for the construction of 2 new painting systems intended for the Italian plants of Campodarsego (PD, Italy) and Concordia Sagittaria (VE, Italy) of the Moro Aratri partner. The most important system of the order, the one intended for Campodarsego (PD, Italy), will have a surface area of more than 10 thousand square meters and will be the Italian paintshop with the largest production capacity in the country in the agricultural machinery sector. The system designed by Imel set out to integrate into a single structure three diﬀerent types of painting: cataphoresis, liquid and powder (Opening picture), able to double the current capacity of the previous systems of the Group. The system, created to operate with low environmental-impact technologies and with the highest safety standards for the welfare of employees, will be managed by approximately 20 employees per shift.

The process scheme of Maschio Gaspardo paint shop, that integrates three diﬀerent painting lines: cataphoresis, powder coating, liquid painting.

Lo schema di processo dell’impianto Maschio Gaspardo che integra tre linee di verniciatura: cataforesi, polveri e liquido.

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The Paintshop With the Largest Production Capacity in Italy in the Agricultural Machinery Sector

The layout of the system. il layout dell’impianto.

The technology

La Tecnologia

The system was conceived and designed following the requirements of the end user and all the productive and qualitative requirements today demanded by the market were taken into consideration. In this sense, Maschio Gaspardo Unigreen intended to invest in a highly technological innovative system that would also satisfy a series of needs with regard to energy savings. The order consists of a painting system that is one of the most futuristic in existence today on the global scene (Fig. 1) able to satisfy the objectives of a company in full expansion in a highly competitive market. Maschio Gaspardo Unigreen has always strictly focused on producing lasting machines of a higher quality (Fig. 2), since, in its own segment of the market, the quality is fundamental and is, in fact, comparable to the automotive industry (Fig. 3).

L’impianto è stato studiato e progettato seguendo le necessità dell’utilizzatore finale e sono state prese in considerazione tutte le richieste produttive e qualitative oggi giorno richieste dal mercato. In tal senso, Maschio Gaspardo Unigreen ha voluto investire in un impianto innovativo altamente tecnologico, che esaudisse anche una serie di esigenze sul piano del risparmio energetico. La commessa consiste in un impianto di verniciatura tra i più avveniristici oggi esistenti sul panorama globale (fig. 1), che potesse soddisfare gli obiettivi di un’azienda in piena espansione in un mercato altamente concorrenziale. Maschio Gaspardo Unigreen (fig. 2) ha sempre puntato rigorosamente a produrre macchine durature e di qualità superiore, in quanto, nel proprio segmento di mercato, l’aspetto qualitativo è di importanza fondamentale ed è, di fatto, paragonabile al settore automobilistico (fig. 3).

Description of the main lines of the system.

Descrizione delle principali linee dell’impianto

Power & Free conveyor Given the complexity of the paintshop composed of several processes, the system designed by Imel consists of an overhead double-rail conveyor or Power & Free which is made up of several independent circuits. Each circuit serves its own process line. This conveying system was designed to make the process as ﬂexible as possible in interaction with all the circuits in order to ensure complete operation, in compliance with the various production schedules. All the piece racks are coded for production management in order to facilitate the organisation of work batches: this is all controlled by a system of automation and PLC for control of the entire system.

Linea di trasporto Power & Free Data la complessità dell’impianto composto da più processi, il sistema progettato da Imel consiste in un trasportatore aereo birotaia o Power & Free, composto da diversi circuiti indipendenti. Ogni circuito serve una propria linea di processo. Questo sistema di trasporto è stato concepito per rendere l’impianto il più ﬂessibile possibile nell’interagire con tutti i circuiti, così da garantire il completo funzionamento, nel rispetto delle diverse cadenze produttive. Tutte le bilancelle porta pezzi sono codiﬁcate per la gestione produttiva, in modo da agevolare l’organizzazione dei lotti di lavorazione: il tutto è comandato da un sistema di automazione e PLC per il controllo dell’intero sistema.

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FOCUS ON TECHNOLOGY Shot blasting machine Shot blasting is needed to remove from some pieces any roughness and phenomena of oxidation in order to ensure a proper surface preparation before painting. The conveyor system of the plant has been designed to choose the path of the diﬀerent racks, which enters the shot blasting machine only if required by the painting program.

Linea di granigliatura La granigliatura è necessaria per togliere eventuali asperità e fenomeni di ossidazione, in modo da assicurare una buona preparazione prima della fase protettiva di verniciatura. Il sistema di trasporto dell’impianto è stato progettato per scegliere il percorso dei telai, infatti questi entrano nella zona di granigliatura solo se necessario.

Line of chemical pre-treatment and dual colour cataphoretic painting. The immersion chemical pre-treatment system that was selected is zinc phosphate based. The main treatment stages are degreasing, deoxidisation, activation and zinc phosphating, all with the relative rinsing stages. The process ensures an excellent surface treatment of the pieces before the paint finish. The pieces hanged on the racks are processed in the various treatment baths with the help of dual movement programmable carriages (ascent-descent translation) with rack movement devices inside the most important baths. Automation is guaranteed by a PLC based 3 control that allows setting and modifying the different treatment times. The whole process can be displayed on an LCD panel. After the chemical pre-treatment stage, the pieces enters the cataphoresis tank followed by two washing stages with ultra filtered liquid: then the treated surfaces are subjected to a short process of drying in a hot air convection oven. The system is provided with two cataphoresis tanks and it is possible to apply two different colours, depending on the destination of the finished product. After cataphoresis and ultra filtered washing, the productive cycle involves the application of the finishing coat (powder or liquid) on two different lines.

Linea di pretrattamento chimico e verniciatura cataforetica a due colori. L’impianto di pretrattamento chimico a immersione che è stato scelto è un sistema a fosfati di zinco. I processi di trattamento principali sono sgrassaggio, dissosidazione, attivazione, fosfatazione allo zinco, tutti con le relative fasi di risciacquo. I processi garantiscono un ottimo trattamento superficiale dei manufatti prima della verniciatura. I pezzi appesi alle bilancelle sono processati nei diversi bagni di trattamento con l’ausilio di carri programmabili a due movimenti (traslazione e discesa-salita) con dispositivi di movimentazione delle bilancelle all’interno dei bagni più im© Imel portanti. L’automazione è garantita da un controllo tramite PLC che permette di impostare e modificare i diversi tempi di trattamento. Tutto il processo può essere visualizzato su un pannello LCD. Dopo la fase di pretrattamento chimico, i pezzi entrano nella vasca di cataforesi, seguita da due fasi di lavaggio con liquido ultra filtrato: quindi le superfici trattate vengono sottoposte a un breve processo di appassimento in un forno a convezione d’aria calda. L’impianto è dotato di due vasche di cataforesi ed è possibile quindi applicare due doversi colori, a seconda della destinazione del prodotto finito. Se necessario, dopo la cataforesi il ciclo produttivo prevede l’applicazione della mano a finire (a polvere o liquida) su due linee diverse.

An unﬁnished piece of Maschio agricultural machine. Un componente grezzo di una macchina agricola Maschio.

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The Paintshop With the Largest Production Capacity in Italy in the Agricultural Machinery Sector

Epoxy powder coating line After the cataphoresis stage, the pieces that require only the cataphoresis as single coat finish can be removed from the dual rail conveyor. Other types of pieces can have an additional layer of thermosetting epoxy powder coating with the possibility of applying different colors. The application takes place in a latest generation booth assisted by two multi-axis robots to which is added the option of manual touch up. To ensure an excellent surface finish without defects, the booth is located in a clean room, where air conditioning is ensured to avoid any type of external contamination. Subsequently, the pieces are treated in a hot air convection polymerisation oven at a temperature of approximately 180°C, to ensure the curing of the thermosetting powder coatings. The piece racks are conveyed, after a period of cooling, to two unloading stations, one of which is equipped with an electromechanical descender to unload the bulkier and heavier pieces. Liquid paint line Once the surface pre-treatment has been completed with a spray nanotechnological cycle and drying specific to each type of materials, the pieces proceed to the liquid painting line. The painting is a two-coat cycle, primer and topcoat, and takes place in two automatic booths equipped with a multi-axis paint robots and the manual touch up stations. The booths are designed with a wet captation system and are thermoregulated to ensure the best environmental conditions for the painting. After each coat the pieces enters a hot air flash off area; finally, the pieces are cured in a hot air convection oven at approximately 80°C. The piece racks, after the last cooling period, finally reaches the end of the paint shop at the two unloading stations.

Conclusions The future of industrial painting, in particular in the automotive, transportation and heavy duty machinery ﬁelds, is asking for paint shops with very high performances, environmentally friendly processes and technologies. The design policy of the company is going from the simple eco-sustainable to the more structured eco-responsible: the same target but with an ethical path that includes relocating the human ﬁgure to the center of the project, in order to design and install paint shops that meets the needs of both the company and the operator. 72 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

Linea di verniciatura a polvere epossidiche. Dopo il trattamento cataforetico, i manufatti che prevedono la cataforesi come mano unica a finire possono essere scaricati dal trasportatore birotaia. Altre tipologie di pezzi possono essere finiti con vernice a polvere epossidica termoindurente, con la possibilità di applicare diversi colori. L’applicazione avviene in una cabina di ultima generazione con l’ausilio di due robot multi-asse ai quali si aggiunge la possibilità di intervenire per un ritocco manuale. Per garantire un’ottima finitura superficiale priva di difetti, la cabina è inserita in un locale denominato clean room, dove sono garantiti il condizionamento e la filtrazione dell’aria al fine di evitare qualunque tipo di contaminazione esterna. Successivamente, i pezzi sono polimerizzati in un forno a convezione, alla temperatura di circa 180°C. Le bilancelle porta pezzi sono convogliate, dopo una sosta di raffreddamento, alle due stazioni di scarico, una delle quali è dotata di un discensore elettromeccanico per lo scarico dei pezzi più ingombranti e pesanti. Linea di verniciatura a liquido Una volta ultimata la fase di pre-trattamento superficiale con ciclo nanotecnologico a spruzzo e asciugatura specifica per alcuni tipi di materiali, i manufatti proseguono sulla linea di verniciatura a liquido. La verniciatura avviene con ciclo a due mani, primer e mano a finire, nelle due cabine automatiche attrezzate per ospitare dei robot di verniciatura multi-asse e le postazioni manuali di ritocco. Le cabine sono state progettate con un sistema di captazione a umido e termoregolate, al fine di assicurare le migliori condizioni ambientali per la verniciatura. Dopo l’applicazione di ogni mano di verniciatura, segue la fase di appassimento a caldo; infine, i pezzi transitano in un forno a convezione d’aria calda a circa 80°C. Dopo la zona di raffreddamento i pezzi giungono nelle due stazioni di scarico.

Conclusioni Il futuro del settore della verniciatura industriale, soprattutto nei comparti dell’auto, dei trasporti e delle macchine movimento terra e agricole, richiederà sempre di più impianti dalle elevate prestazioni che prevedono processi produttivi a basso impatto ambientale, grazie a tecnologie rispettose dell’ambiente. La politica progettuale di Imel passa dal semplice ecosostenibile al più strutturato eco-responsabile: stesso obiettivo, ma con un percorso etico cha passa attraverso la ricollocazione della ﬁgura umana al centro del progetto, ossia realizzare impianti di verniciatura che soddisﬁno sia le esigenze del committente, sia quelle del tecnico specializzato preposto a fruirne.

w w w . s t p o w d e r c o a t i n g s . c o m info@stpowdercoatings.com

USING LIFE CYCLE ASSESSMENT (LCA) TO VALIDATE NEW HORIZONS IN THE RESEARCH OF SUSTAINABLE POWDER COATING BINDERS: LOW THERMAL CURING SUPERDURABLE POLYESTER L’utilizzo del Life Cycle Assessment (LCA) per validare i nuovi orizzonti nella ricerca di leganti per vernici in polvere sostenibili: poliesteri superdurabili a bassa temperatura di reticolazione Andrea Capra, Donato Di Lorenzo, Gianfranco Ghiglione, Luca Mellano, Davide Ghisolﬁ, Irene Panero Momentive Specialty Chemicals, S. Albano Stura (CN), Italy

Introduction

Introduzione

In recent years, the market has demanded increasingly advanced technologies with low environmental impact. Momentive Specialty Chemicals (“Momentive”) has embraced this concept as a major driver for the development of new resin technologies in powder coating, using Life Cycle Assessment (LCA) methodology as a tool for measuring the environmental performance of its new, extremely durable product line. This novel technology platform comprises Superdurable polyester resins which can be thermally cured in lower temperature cycles than conventional stoving conditions and which perform well in challenging applications such as Agricultural, Transportation and Architectural. This successful validation through LCA is the product of a technical collaboration between Momentive and the university, Politecnico di Torino (Italy). Their low temperature curing capabilities, combined with the extended life spans of the ﬁnished coatings, enable these new resin technologies to achieve carbon footprint reduction of the ﬁnal coated product.

In anni recenti, il mercato ha richiesto in misura sempre maggiore tecnologie innovative a basso impatto ambientale. Momentive Specialty Chemicals (“Momentive”) ha fatto di questo orientamento il motore principale di sviluppo di nuove tecnologie di resine per vernici in polvere e ha utilizzato la metodologia del Life Cycle Assessment (LCA) come strumento per misurare le prestazioni ambientali della sua nuova linea di prodotti estremamente durabili. Questa nuova piattaforma tecnologica comprende resine poliesteri Superdurabili che possono essere reticolate termicamente a temperatura ridotta rispetto alle condizioni tradizionali di cottura e che presentano prestazioni molto buone in applicazioni severe come le macchine agricole, i trasporti e l’architettura. La piena validazione attraverso l’LCA è il risultato di una collaborazione tecnica fra Momentive e il Politecnico di Torino. La capacità di reticolazione a bassa temperatura di queste nuove resine, combinata con la maggior durabilità del rivestimento ﬁnale, consente di apportare una riduzione dell’impronta di carbonio del prodotto ﬁnito verniciato.

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INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE Project Background

Il background del progetto

To meet the recently increased industry demands for sustainability and improved performances, and because the company is committed to developing chemistries that promote environmental protection and carbon footprint reduction, Momentive sought to introduce a new product line with superior outdoor durability and documented lower environmental impact. This goal is achievable by increasing the lifespan of the ﬁnished coating and by reducing the energy consumed in its application. Methodologies such as Life Cycle Assessment (LCA) as a potential tool for measuring the environmental performance have been implemented. Further, Momentive is investing in technical-scientiﬁc collaborations with organizations or institutions equipped to support complex research.

Per soddisfare le richieste dell’industria, recentemente cresciute in materia di sostenibilità e prestazioni avanzate e poiché l’azienda è impegnata nello sviluppo di chimiche che promuovano la salvaguardia dell’ambiente e la riduzione dell’impronta di carbonio, Momentive ha cercato di introdurre una nuova linea di prodotto con una superiore durabilità agli esterni e un impatto ambientale inferiore accertato. Questo obiettivo si può raggiungere aumentando la durabilità del rivestimento ﬁnale e riducendo l’energia consumata per la sua applicazione. Sono state utilizzate metodologie come il Life Cycle Assessment (LCA) come potenziale strumento di misurazione delle prestazioni ambientali. Inoltre, Momentive sta investendo in collaborazioni tecnico-scientiﬁche con organizzazioni o istituzioni in grado di supportare ricerche complesse.

Superdurable Powder Coating Technologies, At a Glance

Uno sguardo alla tecnologia delle vernici in polvere Superdurabili

Increased powder coating durability is currently in high demand for many applications, such as Construction, Agricultural and Heavy-duty Machinery. Superdurable technologies are designed for longlasting, high quality outdoor and mechanical performance meeting GSB and Qualicoat specifications. While superior outdoor durability means lower maintenance and an extended lifespan for finished products, useful technologies must still maintain excellent flow, storage stability and consistency. In response to market demand for advanced technologies, Momentive has developed a complete innovative platform of Low Temperature Curing (LTC) Superdurable powder coating resins. These resins are designed to reduce the carbon footprint of powder coating application, while offering improved technical properties, aesthetics and performance equal to or better than those of standard powder coating resins., With minimal adjustments, coating manufacturers’ current processes can easily accommodate this new technology, producing consistent results that meet end-users’ expectations. Momentive offers Superdurable products that cure at temperatures as low as 160 °C.

Una maggiore durabilità delle vernici in polvere è attualmente molto richiesta per molte applicazioni, ad esempio le costruzioni, le macchine agricole e da cantiere. Le tecnologie superdurabili sono studiate per garantire un’alta qualità in termini di resistenza agli esterni di lunga durata e di prestazioni meccaniche tali da soddisfare i requisiti delle specifiche GSB e Qualicoat. Se da una parte una superiore durabilità agli esterni significa una minor manutenzione e una vita utile del prodotto finito più lunga, dall’altra le vernici devono comunque mantenere distensione eccellente, stabilità allo stoccaggio e consistenza dei risultati. In risposta alla richiesta del mercato di tecnologie avanzate, Momentive ha sviluppato una piattaforma completamente innovativa di resine per vernici in polvere Superdurabili a bassa temperatura di reticolazione (LTC, Low Temperature Curing). Queste resine sono progettate per ridurre l’impronta di carbonio della fase di applicazione di vernici in polvere, offrendo allo stesso tempo proprietà tecniche migliorate, aspetto estetico e prestazioni uguali o migliori di quelle delle resine per vernici in polvere tradizionali. Con modifiche minime, gli attuali processi di produzione di vernici possono facilmente adattarsi a questa nuova tecnologia, ottenendo risultati costanti che soddisfano le aspettative degli utilizzatori finali. Momentive offre prodotti Superdurabili che reticolano a temperature di 160 °C.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Using Life Cycle Assessment (Lca) to Validate New Horizons in the Research of Sustainable Powder Coating Binders: Low Thermal Curing Superdurable Polyester Proprietà ﬁsiche e applicative

Four resins are compared in terms of physical & applicative properties: • Standard durable LTC benchmark • Superdurable conventional curing benchmark • Superdurable Low Temperature Curing • Flexible Superdurable conventional curing benchmark The spiderchart summarizes the overall performance of the new Superdurable LTC resin on brown RAL8014, with a baking schedule of 15’ at 160°C (low temperature cycle) and 5’ at 200°C (shorter time cycle).

Sono state comparate quattro resine in termini di proprietà fisiche e applicative: • Resina campione LTC con durabilità standard • Resina campione Superdurabile a reticolazione standard • Resina Superdurabile a bassa temperatura di reticolazione • Resina campione flessibile Superdurabile a reticolazione standard. Il grafico 1 riassume le prestazioni generali della nuova resina Superdurabile LTC in formulazione marrone RAL8014, con cicli di cottura di 15’ a 160°C (ciclo a bassa temperatura) e 5’ a 200°C (ciclo più breve).

Physical & Applicative Properties

These pictures Fig. 2 document the direct impact of 80kg•cm on steel panels QD36, cured for 15’ at 160°C and 5’ at 200° C (brown RAL8014).

Flexibility on 80kg•cm direct impact to steel. Flessibilità ad impatto diretto (80kg•cm) su acciaio.

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Queste immagini ﬁg. 2 documentano l’impatto diretto di 80kg•cm su lamierini di acciaio QD36, con cicli di cottura di 15’ a 160°C e 5’ a 200° C (formulazione marrone RAL8014).

The aesthetic properties of coatings based on the new Superdurable LTC resin have been achieved while keeping the glass transition temperature (Tg) at a level suitable to maintain good coating stability. The Superdurable LTC resin improves on the performance of existing Superdurable resins under LTC conditions. It combines excellent outdoor durability with considerable improvement in mechanical properties (shown as Erichsen, Mandrel Bending and Impact) and excellent ﬂow. Its excellent outdoor performance makes it suitable for coatings in compliance with Qualicoat Class 2 and GSB Master Class requirements. The superior combined reactivity enables the use of this new binder in applications where the curing conditions are critical for standard Superdurable resins.

Sistema di verniciatura a polveri senz’aria DDF Powder coating system Airless DDF

Development Targets In developing and evaluating sustainable, cutting edge technologies, Momentive employs Life Cycle Assessment. LCA is a tool for analyzing the environmental performance of products in order to evaluate the environmental charges linked to them, from design (ecodesign) through manufacture and disposal. Research on sustainable powder coating binders has been focused on selecting resin backbones and raw materials to suit demanding speciﬁcations, such as reduced curing temperature, longer life span and decreased carbon footprint.

Le proprietà estetiche dei rivestimenti basati sulla nuova resina LTC Superdurabile sono stati raggiunti mantenendo la temperatura di transizione vetrosa (Tg) ad un valore tale da mantenere una buona stabilità della vernice. La resina Superdurabile LTC presenta prestazioni migliori rispetto alle resine Superdurabili esistenti se reticolate in condizioni di LTC. Essa combina un’eccellente durabilità agli esterni con miglioramenti considerevoli delle proprietà meccaniche (in termini di prove Erichsen, Piegatura con Mandrino e Impatto) e un’ottima distensione. Le sue superiori prestazioni agli esterni la rendono adatta per vernici conformi ai requisiti Qualicoat Classe 2 e GSB Master Class. La maggiore reattività consente l’impiego di questo nuovo legante in applicazioni dove le condizioni di reticolazione sono critiche per le resine Superdurabili standard.

CM SPRAY s.r.l. w w w. c m s p r a y. i t Sistema automatico di miscelazione delle vernici liquide pluri-componenti con metodo proporzionale Automatic mixing of multi-component liquid paints with a proportionate system

Partners:

Obiettivi di sviluppo Nello sviluppare e valutare tecnologie sostenibili e all’avanguardia, Momentive impiega il Life Cycle Assessment. LCA è uno strumento per analizzare le prestazioni ambientali di prodotto al fine di valutare i carichi ambientali ad esso connessi, dal design (ecodesign) attraverso la produzione e fino allo smaltimento. La ricerca sui leganti sostenibili per vernici in polvere si è focalizzata sulla selezione della struttura della resina e delle materie prime adatte a soddisfare specifiche severe, come la temperatura ridotta di reticolazione, una maggiore durabilità e una minore impronta di carbonio.

c m s p r a y @ c m s p r a y. i t

Using Life Cycle Assessment (Lca) to Validate New Horizons in the Research of Sustainable Powder Coating Binders: Low Thermal Curing Superdurable Polyester Life Cycle Assessment to Identify Innovation Momentive recognizes environmental impacts are key considerations when evaluating new products to market. In 2013 Momentive have conducted a LCA1 in which the impact of LTC coatings, with extended durability (Superdurable) has been evaluated in comparison with conventional (standard/low temperature curing) coatings.

Life Cycle Assessment per identiﬁcare l’innovazione Momentive riconosce l’impatto ambientale come una delle considerazioni chiave nella fase di valutazione di un nuovo prodotto per il mercato. Nel 2013 Momentive ha condotto un’LCA1 in cui è stato valutato l’impatto delle vernici LTC, con durabilità superiore (Superdurabili) rispetto alle vernici convenzionali (reticolazione standard vs. bassa temperatura).

LCA Execution: Goal and scope definition The objectives of the LCA study were as follows: 1) Identify the environmental impacts (from-cradleto-gate) for the production of polyester resins, in order to detect environmentally sensitive elements and to evaluate suitable options for improvement. 2) Identify the environmental impacts (from-cradleto-gate) for the production of powder coatings, in order to identify environmentally sensitive elements. 3) Quantify the environmental benefits achievable through the use of low curing temperature (LTC) powder coatings. 4) Quantify the environmental benefits achievable through the use of LTC systems designed for extremely high weathering/outdoor durability (Superdurable)

Realizzazione dell’LCA: Definizione degli scopi e degli obiettivi Gli obiettivi dello studio LCA sono i seguenti: 1) Identificare gli impatti ambientali (from-cradleto-gate) per la produzione di resine poliesteri, al fine di individuare gli elementi sensibili e valutare le opzioni adeguate per il miglioramento. 2) Identificare gli impatti ambientali (from-cradleto-gate) per la produzione di vernici in polvere, al fine di identificare gli elementi sensibili. 3) Quantificare i benefici ambientali ottenibili attraverso l’utilizzo di vernici in polvere a bassa temperatura di reticolazione (LTC). 4) Quantificare i benefici ambientali ottenibili attraverso l’utilizzo di sistemi LTC progettati per un’estrema durabilità agli esterni/resistenza all’invecchiamento (Superdurabili).

The used functional units are typical for LCA of chemicals and of paintings such as these, adequate for the purpose of the analysis. They were deﬁned respectively to the objectives as follows: 1) 1kg of resin 2) 1kg of powder coating 3) 1m2 of coated surface of massive (in this LCA study = 1kg steel spheres) metallic object with a superdurable powder coating; 4) 1m2 of coated surface of massive metallic object with a low temperature curing powder coating / 1 year There are 4 diﬀerent FUs related respectively to the 4 parts of the study. In particular, the FUs used are the following: - Part 1: FU is “1 kg of resin, at chemical plant”; - Part 2: FU is “1 kg of pigmented powder coating; - Part 3: FU is “1 m2 of coated surface of a metallic massive with a superdurable powder coating”;

Le Unità Funzionali (Functional Units FU) utilizzate sono tipiche per LCA di prodotti chimici e vernici come questi in valutazione, adeguate allo scopo dell’analisi. Esse sono state definite rispettivamente come segue: 1) 1kg di resina 2) 1kg di vernice in polvere 3) 1m2 di superficie verniciata di un pezzo metallico massivo (in questo studio LCA si considerano sfere di acciaio dal peso di 1 Kg) con vernice in polvere Superdurabile 4) 1m2 di superficie verniciata di un pezzo metallico massivo con vernice in polvere a bassa temperatura di reticolazione / 1 anno Ci sono 4 diverse Unità Funzionali relative rispettivamente alle 4 parti dello studio. In particolare, le FU utilizzate sono le seguenti: - Parte 1: FU è “1 kg di resina, all’impianto chimico”; - Parte 2: FU è “1 kg di vernice in polvere pigmentata”; - Parte 3: FU è “1 m2 di superficie verniciata di un pezzo metallico massivo con vernice in polvere Superdurabile”;

1 The study consists of a report and a computer model made by SimaPro 7.3 software and Ecoinvent 2 database.

1 Lo studio consiste in un report ed un modello informatico realizzato grazie al software SimaPro 7.3 e al database Ecoinvent 2.

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INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE - Parte 4: FU è “1m2 di superficie verniciata di un pezzo metallico massivo con vernice in polvere a bassa temperatura di reticolazione/ anno”. I confini di sistema variano per le diverse fasi del ciclo di vita, come mostrato nel diagramma sottostante (fig. 3): © Momentive

- Part 4: FU is “1 m2 of coated surface of a metallic massive object with a low temperature curing powder coating /year”. The boundaries of the system vary for the diﬀerent steps of the life cycle, as shown in the diagram below (Fig. 3):

LCA Execution: Inventory analysis Inventory analysis is one of the most important steps of a LCA study. It is based on the capacity to correlate process units with material and energy flows inside the system analyzed. The most data as possible related to each system boundary were collected. Part 1) Primary data provided by Momentive Specialty Chemicals srl staff referred to year 2011 chemical plant production. Part 2) Recourse to an existing inventory dataset (Ecoinvent v. 2 record set named “Coating powder, at plant” ) adapted to the specifics of the production process in exam. Part 3-4) Simulation of the coating process with a specific coating plant model ( Euro 90-1 “Base” model, made by Euroimpianti srl, Valeggio sul Mincio VR, Italy) under the following conditions: • 1kg steel spheres, simulating the high thermal inertia of large ACE/machinery parts, have to be covered with a 70 micron thick layer of powder coating • Standard temperature(180°C) curing vs. Low Temperature ( 150°-160°C) curing baking conditions • Curing oven at full load • Complete recovery of overspray

Realizzazione dell’LCA: Analisi di Inventario L’analisi di Inventario è una delle fasi più importanti di uno studio LCA. Si basa sulla capacità di correlare unità di processo con i flussi di materiale e di energia all’interno del sistema analizzato. È stata raccolta la maggior parte possibile di dati relativi ad ogni confine di sistema. Parte 1) Dati primari forniti dallo staff di Momentive Specialty Chemicals srl riferiti alla produzione dell’impianto chimico nell’anno 2011. Parte 2) Ricorso a un set di dati preesistente di Inventario ( voce del database Ecoinvent v. 2 chiamato “Coating powder, at plant” ) adattato alle specifiche del processo produttivo in esame. Parti 3-4) Simulazione del processo di verniciatura con uno specifico modello di impianto (Euro 90-1 modello “Base”, costruito da Euroimpianti srl, Valeggio sul Mincio - VR, Italy) nelle seguenti condizioni: • Sfere di acciaio dal peso di 1 Kg, che simulano l’elevata inerzia termica di un pezzo di macchina agricola di grosse dimensioni, rivestite con uno spessore di 70 micron di vernice in polvere. • Reticolazione a temperature standard ( STC 180°C) e reticolazione a bassa temperatura (150°-160°C) a confronto. • Forno di reticolazione a pieno carico. • Recupero completo dell’overspray.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Using Life Cycle Assessment (Lca) to Validate New Horizons in the Research of Sustainable Powder Coating Binders: Low Thermal Curing Superdurable Polyester LCA Execution: Impact Assessment

Realizzazione dell’LCA: Stima dell’Impatto

Environmental benefits are shown in terms of I benefici ambientali sono mostrati in termini di proproduction of greenhouse gases (carbon footprint) duzione di gas serra (impronta di carbonio) mediante calculated by IPCC 2007 GWP 100y V1.02 method indicatore GWP 100a con il metodo IPCC 2007 V1.02 (International Panel on Climate Change) (International Panel on Climate Change) - LTC vs. Standard Curing Powder Coatings - Vernice in polvere LTC vs. STC The low I processi di vertemperature niciatura a bassa coating processes temperatura conallow 11%2 sentono l’11%2 di riduzione per l’indireduction in GWP catore GWP (Global 100y environmental Warming Potential) impact compared Less GWP for m 100a rispetto a un with the process processo condotat standard to alla temperatura temperature for standard per vercoatings with same nici con la medesioutdoor resistance ma resistenza agli (Fig. 4). 4 esterni (fig. 4). - Superdurable vs. - Vernici in polvere Superdurabili vs. Vernici con duraStandard Durable Powder Coatings bilità standard The chart shows clearly the advantage of using Il grafico mostra a Superdurable chiaramente il vanpowder coating. taggio dell’utilizzo In terms of della vernice in polenvironmental vere Superdurabile. impact, there In termini di impatto is a GWP 100y Less GWP for m for year ambientale, vi è una reduction of riduzione del GWP more than 60%2 100a di oltre il 60%2 compared with the value observed rispetto al valore when a standard osservato con l’utidurable powder lizzo di una vernice 5 coating with LTC in polvere LTC con capabilities is used durabilità standard (Fig. 5). (fig. 5). © Momentive

LCA execution: Interpretation The LCA study designed by Momentive and reviewed by Politecnico di Torino has highlighted and quantiﬁed the following aspect: the use of powder coatings produced with Superdurable, low crosslinking temperature resins developed by Momentive can lower the GWP 100y of the ﬁnal product.

Realizzazione dell’LCA: Interpretazione Lo studio LCA realizzato da Momentive e revisionato criticamente dal Politecnico di Torino ha evidenziato e quantiﬁcato il seguente aspetto: l’utilizzo delle vernici in polvere prodotte con le resine Superdurabili a bassa temperatura di reticolazione sviluppate da Momentive possono ridurre il GWP 100a del prodotto ﬁnale.

2 These are the values validated by the ﬁnal LCA review of November 2013, replacing any preliminary data presented before.

2 Questi sono i valori validati dalla revisione critica dell’LCA del Novembre 2013, sostituendo qualsiasi dato preliminare presentato in precedenza.

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INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE Conclusion

Conclusioni

The innovative, flexible, Superdurable and Low Temperature Curing system developed by Momentive provides very good outdoor durability with improved flexibility and superior flow, without impairing the coating’s good storage stability.. This system is suitable for coatings in compliance with GSB Master Class and Qualicoat Class 2 requirements. Its superior reactivity enables the use of this new binder in applications where the curing conditions are critical for conventional Superdurable resins. Typical application fields are ACE, Transportation and Earth Moving, but also Architectural, where improved flexibility is needed. A LCA study has highlighted and quantified that the use of powder coatings produced with Superdurable, low crosslinking temperature resins developed by Momentive can lower the GWP 100a of the final product. These results are the fruit of continued efforts by Momentive to improve their products’ environmental sustainability.

Il sistema innovativo, flessibile, Superdurabile e a bassa temperatura di reticolazione sviluppato da Momentive fornisce una durabilità in esterno molto buona con flessibilità migliorata e distensione superiore, senza pregiudicare la buona stabilità allo stoccaggio della vernice. Questo sistema è adatto a vernici conformi ai requisiti previsiti dai protocolli GSB Master Class e Qualicoat Classe 2. La sua reattività superiore consente l’impiego di questo nuovo legante in applicazioni dove le condizioni di reticolazione sono critiche per le resine Superdurabili reticolabili a temperature standard. I campi tipici di applicazione sono macchine agricole, movimento terra e trasporti, ma anche il settore Architectural, dove è richiesta una maggiore flessibilità. Questo studio LCA ha evidenziato e quantificato quanto l’utilizzo delle vernici in polvere prodotte con le resine Superdurabili a bassa temperatura di reticolazione sviluppate da Momentive possa ridurre il GWP 100a del prodotto finale. Questi risultati sono il frutto dei continui sforzi di Momentive per migliorare la sostenibilità ambientale dei suoi prodotti.

Acknowledgments We would like to thank Professor Ing. Ph.D. Gian Andrea Blengini and Ing. Ph.D. Giorgio Cantino of DIATI– the Department of Environmental, Land and Infrastructure Engineering of Politecnico di Torino (Italy), for conducting the LCA study critical review.. We would also like to thank Ing. Irene Panero of Momentive Specialty Chemicals, specializing in Life Cycle Assessment at the Doctoral School of Politecnico di Torino, for her advice and assistance in the LCA study. Special thanks should be given to Dr. Roberta Operti and the technicians of the Synthesis & Application laboratory of Sant’Albano Stura (Italy) for their valuable support and contribution in ﬁnalizing the project.

Riconoscimenti Vorremmo ringraziare il prof. Gian Andrea Blengini e l’Ing. Giorgio Cantino di DIATI– Il Dipartimento di Ingegneria Ambientale, Terrestre e delle Infrastrutture del Politecnico di Torino, per aver condotto la revisione critica dello studio LCA. Vorremmo anche ringraziare l’Ing. Irene Panero di Momentive Specialty Chemicals, specializzata in Life Cycle Assessment alla Scuola di Dottorato del Politecnico di Torino, per la sua consulenza e assistenza nello studio LCA. Un ringraziamento speciale va alla D.ssa Roberta Operti e ai tecnici del laboratorio Synthesis & Application di Sant’Albano Stura (CN) per il loro valido supporto e contributo alla ﬁnalizzazione del progetto.

© 2013 Momentive Specialty Chemicals Inc. All rights reserved.® and ™ denote trademarks owned by or licensed to Momentive Specialty Chemicals Inc. The information provided herein was believed by Momentive Specialty Chemicals (“Momentive”) to be accurate at the time of preparation or prepared from sources believed to be reliable, but it is the responsibility of the user to investigate and understand other pertinent sources of information, to comply with all laws and procedures applicable to the safe handling and use of the product and to determine the suitability of the product for its intended use. All products supplied by Momentive are subject to Momentive’s terms and conditions of sale. MOMENTIVE MAKES NO WARRANTY, EXPRESS OR IMPLIED, CONCERNING THE PRODUCT OR THE MERCHANTABILITY OR FITNESS THEREOF FOR ANY PURPOSE OR CONCERNING THE ACCURACY OF ANY INFORMATION PROVIDED BY MOMENTIVE, except that the product shall conform to Momentive’s speciﬁcations. Nothing contained herein constitutes an oﬀer for the sale of any product.

References 1. ANPA, (2000), I-LCA Banca Dati Italiana a supporto della valutazione del ciclo di vita. Version 2.0. 2. Badino, V. and Baldo, G. (1998), LCA Istruzioni per l’Uso. Progetto Leonardo. Esculapio. Bologna, Italy. 3. Boustead, I. and Hancock, G.F. (1979), Handbook of Industrial Energy Analysis, ISBN 0-85312-064-1, EllisHorwood, Chichester/John Wiley, New York. 4. BUWAL 250, (1998), Life cycle inventory for packagings, Volume I and II. Environmental Series No.250/I and II, Swiss Agency for the Environment, Forest and Landscape (SAEFL), Berne, Switzerland. 5. Chalmers University of Technology (2010), CPM LCA Database http://cpmdatabase.cpm.chalmers.se 6. EC, JRC, IES (2010), ILCD Handbook: General Guide for Life Cycle Assessment - Detailed Guidance, JRC, IES, http://lct.jrc.ec.europa.eu/assessment/assessment/projects 7. Ecoinvent (2007), Life Cycle Inventories of Metals - Ecoinvent report No. 10, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Zürich and Dübendorf http://www.ecoinvent.ch.

8. Guinée, J.B. (2002), Handbook on Life Cycle Assessment – Operational Guide to the ISO Standards, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. 9. IPCC. (2001), Revised 2001 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. 10. ISO 14040 (2006), Environmental management: life cycle assessment: principles and guidelines, International Organization for Standardization, Geneva. 11. ISO 14044 (2006), Environmental management – Life cycle assessment – Requirements and guidelines, International Organization for Standardization, Geneva. 12.SEMC (2000), MSR 1999:2 - Requirements for Environmental Product Declarations, Swedish Environmental Management Council, Available online at http://www.environdec.com (last access July 2007). 13. SETAC (1993), Guidelines Life Cycle Assessment: a code of practice – SETAC Bruxelles 14. SimaPro 7 (2006), Pre´ Consultants BV, Amersfoort, The Netherlands

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

STOP CORROSION! Arresta la Corrosione! Franco Martinazzo

The corrosion

La corrosione

ST Powder Coatings Spa, Montecchio Maggiore (VI), Italy

As reported in Treccani encyclopaedia, the corrosion is “a chemical phenomenon which causes a gradual destruction of materials, usually metals, due to external agents”. For most of these materials, the metallic state is not the most thermodynamically favourite one. This means that, in determinate weather atmospheric conditions and with suitable oxidizing agents, the metals tend to react in order to move toward a more stable state, which generally consists of oxides and salts. Not all metals have the same tendency to react with oxidizing substances. Some of them, such as gold, hardly combine with other elements, because of their chemical inertia. Other ones, such as aluminium, tend to react easily with the oxygen, however this reaction forms a very compact oxide layer which acts as a protective barrier stopping the corrosion process (in this case it’s talking about metal passivation compared to the surrounding environment). Other metals, such as iron, instead, are highly reactive toward oxygen and other oxidizing agents, they do not ﬁnd the protection under their own oxide layer because it is too uneven and porous. In this case, the corrosion process continues till a complete metal consumption. This is the reason why in the nature there are no metallic iron mines, but only iron compounds mines, such as hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4).

Come riportato nell’enciclopedia Treccani, la corrosione viene definita come un “fenomeno chimico che provoca il graduale deterioramento di una sostanza solida, per lo più un metallo, per effetto di agenti esterni”. Per la maggior parte di questi elementi, lo stato metallico non è la forma termodinamicamente favorita. Questo significa che in determinate condizioni ambientali e in presenza di opportune sostanze ossidanti, i metalli tendono a reagire per portarsi verso uno stato più stabile costituito, in genere, da ossidi e da sali. Non tutti i metalli hanno la stessa tendenza a reagire con le sostanze ossidanti. Alcuni di essi, come ad esempio l’oro, si combinano con molta diﬃcoltà con gli altri elementi, grazie alla loro inerzia chimica. Altri, come l’alluminio, reagiscono facilmente con l’ossigeno ma lo strato di ossido che si forma, di natura molto compatta, si comporta come una barriera protettiva arrestando, di fatto, il processo corrosivo (si parla in questo caso, di passivazione del metallo rispetto all’ambiente che lo circonda). Altri metalli come il ferro, invece, molto reattivi verso l’ossigeno e altre sostanze ossidanti, non trovano alcuna protezione sotto il proprio strato di ossido essendo, quest’ultimo, troppo disomogeneo e poroso. Il processo di corrosione prosegue, in questo caso, ﬁno al completo consumo del metallo. Questo è il motivo per il quale, in natura, non esistono miniere di ferro metallico ma solo miniere di composti del ferro come l’ematite (Fe2O3) e la magnetite (Fe3O4).

info@stpowdercoatings.com

82 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE Tipi di corrosione

Depending on the type of reaction between metal and oxidant, the corrosion process can be distinguished between “chemical corrosion” and “electrolytic corrosion”.

A seconda del tipo di reazione che intercorre tra metallo e ossidante, il processo di corrosione viene distinto in “corrosione chimica” e “corrosione elettrolitica”.

Chemical corrosion: when a metal such as iron is immersed in a solution which contains, for example, hydrochloric acid there is a chemical reaction as reported below:

Corrosione chimica: Quando un metallo come il ferro viene immerso in una soluzione contenente, ad esempio, acido cloridrico avviene tra i due una reazione chimica come di seguito riportato:

Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2

Generally the presence of strong acids and bases entails the complete dissolution of the metal in a very short time. Electrolytic corrosion: an electrolytic corrosion occurs when, in the metal, there is a creation of a system that behaves as a galvanic cell. A galvanic cell is made of two different metals (with different electrochemical potential) combined with an electrolyte that keeps them in contact. In these conditions the less noble metal (i.e. with lower electrochemical potential, the anode) tends to corrode. A classic example is the iron oxidation in case of humidity (Fig. 1). The iron alloys, in fact, are never perfectly homogeneous and may present areas with different electrochemical potential. The inhomogeneity can be of chemical type (due to fluctuations of the chemical composition) or physical type (due to the production process of the iron object as, for example, welding and polishing). In case of condensation (there is always some dissolved oxygen which behaves as electrolyte) a classic galvanic cell is created and the area with lower electrochemical potential is oxidized.

In genere la presenza di acidi e basi forti comporta la totale dissoluzione del metallo in tempi molto rapidi. Corrosione elettrolitica: la corrosione elettrolitica avviene quando nel metallo si crea un sistema che si comporta come una cella galvanica. La cella galvanica è costituita da due metalli di natura diversa (con potenziale elettrochimico diverso) associati ad un elettrolita che li tiene a contatto. In queste condizioni il metallo meno nobile (cioè con potenziale elettrochimico minore) tende a corrodersi. Un classico esempio è l’ossidazione del ferro in presenza di umidità (fig. 1). Le leghe di ferro, infatti, non 1 sono mai perfettamente omogenee e possono presentare zone con potenziale elettrochimico diverso. Le disomogeneità possono essere di tipo chimico (dovute a fluttuazioni della composizione chimica) o fisico (dovute alle lavorazioni che i manufatti in ferro possono subire come, ad esempio, saldature e lucidature). In presenza di condensa (la quale contiene sempre dell’ossigeno disciolto e si comporta da elettrolita) si genera la classica pila galvanica e la zona a più basso potenziale elettrochimico si ossida.

Corrosion protection The man’s battle against corrosion is almost as long as the human history itself. The use of paints and coatings as a protective system against the corrosion has its roots in the third century BC when, in a small town of North Africa, a particular vegetal resin was used to coat and to protect several objects1.

Protezione contro la corrosione La battaglia dell’uomo contro la corrosione è lunga quasi quanto la storia dell’uomo stesso. L’utilizzo delle vernici quale sistema protettivo contro la corrosione aﬀonda le sue radici nel terzo secolo Avanti Cristo dove, in una piccola città del nord Africa, si utilizzava una particolare resina vegetale per rivestire e proteggere diversi tipi di manufatto1.

1 The word “varnish” derived from the Medieval Latin “veronix-icis”, in turn from the Greek “bereníkë” or “beroníkë”, which indicated a “resinous tree” or even a “sweet-smelling resin” itself. This term is originated, probably, from the name of a city in North Africa, Berenice, Benghazi today, where this resin was collected and used to produced a sort of varnish for objects’ protection.

1 Il termine “vernice” deriva dal latino medievale veronix-icis, a sua volta dal greco bereníkë o beroníkë, e indica un ‘albero resinoso’ e forse la sua stessa ‘resina odorifera’. Il termine ha origine probabilmente dal nome di una città in Nord Africa, Berenice, oggi Bengasi, dove questa resina veniva estratta ed utilizzata per produrre delle vernici protettive.

Corrosion’s types

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Stop Corrosion!

The coatings’ corrosion protection can be carried out in various ways. Ones of the most important are the “sacrificial anode” effect, through the use of fillers based on metallic zinc, and the “barrier” effect, given by particular fillers that hinder the path of oxidizing agents to the metal. Sacrificial anode: the coatings, which contain a high percentage of zinc, offer a significant cathodic protection when applied to ferrous substrates (Fig. 2). Zinc, in fact, thanks to its low electrochemical potential, acts as the cathode during the corrosion process and degrades in place of ferrous support. Barrier effect: some types of fillers are Water,Oxygen, Corrosive species not limited to “reduce” the cost of a coating formulation but give a high degree of protection against corrosion a. Film pigmented with spherical particles to coating through the socalled barrier effect. The protection, in this case, is physical, a shield that is interposed between the oxidizing agents that are outside (air, humidity, chemical agents, etc.) and the metal. The best fillers used for this specific purpose have lamellar particles which are arranged parallel to the surface, making arduous the infiltration of the external oxidizing agents (Fig. 3).

La protezione contro la corrosione offerta dalle vernici può essere espletata in vari modi. Tra i più importanti ricordiamo l’effetto “anodo sacrificale” ottenibile attraverso l’uso di filler a base di zinco metallico e l’effetto barriera dato da particolari filler che ostacolano il percorso degli agenti ossidanti verso il metallo. Anodo sacrificale: Le vernici contenenti una elevata percentuale di zinco offrono una rilevante protezione catodica quando applicate su substrati ferrosi (fig. 2). Lo zinco, infatti, dato il suo basso potenziale elettrochimico, funge da catodo durante il processo di corrosio2 ne e si degrada al posto del supporto ferroso. Water,Oxygen, Corrosive species Effetto barriera: Alcuni tipi di cariche non si limitano solo a “ridurre” il costo formulativo di un rivestimento ma impartiscono alla b. Film pigmented with lamellar particles vernice una ele3 vata protezione contro la corrosione attraverso il cosiddetto effetto barriera. La protezione è, in questo caso, una protezione fisica, uno scudo che si interpone tra gli agenti ossidanti che si trovano all’esterno (aria, umidità, agenti chimici, etc.) e il metallo del manufatto. I migliori filler usati per questo specifico scopo hanno le particelle di tipo lamellare le quali si dispongono parallele alla superficie rendendo impervio il cammino degli agenti ossidanti esterni (fig. 3).

Correlation between corrosion and environment – ISO 12944 description The type and the amount of corrosion to which a metal is subjected depend strongly on the environment where the manufactured object is located. It is well know, in fact, that articles identical for composition and manufacture, placed in different locations, can be damaged by the corrosion in very different ways. Starting from this assumption, the International Organization for Standardization (ISO) has classified, in the Standard ISO 12944, different environments (outdoor and indoor) as a function of their corrosivity levels.

Legame tra corrosione e ambiente - Descrizione della ISO 12944 Il tipo e l’entità di corrosione al quale un manufatto in metallo è sottoposto dipende fortemente dall’ambiente ove esso si trova. È risaputo, infatti, che manufatti identici per composizione e manifattura, posizionati in località diverse, possono subire danni dovuti alla corrosione molto diversi tra loro. Partendo da questo presupposto, la International Organization for Standardization (ISO) ha classiﬁcato, all’interno della norma ISO 12944, i diversi ambienti (interni ed esterni) in funzione della loro classe di corrosività.

84 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE The classiﬁcation is summarized in the table below: Corrosivity Level C1 Very Low C2 Low C3 Medium C4 High C5-I Very High (Industrial) C5-M Very High (Marine)

La classiﬁcazione è riassunta nella seguente tabella:

Typical outdoor environment

Typical indoor environment

Heated buildings with clean/neutral atmosphere, for example offices, schools, hotels, shops.

Environments with low pollution, mainly rural areas.

Not heated buildings where condensation may be formed, for examples warehouses, sport’s room.

Urban and industrial environments, moderate sulphur dioxide pollution. Coastal areas with low salinity.

Production areas with high humidity and a relative pollution level; for example alimentary industry, laundries, breweries, dairies.

Industrial and coastal areas with moderate salinity.

Chemical processing plants, swimming pools, coastal sites for boats.

Industrial areas with high humidity and aggressive atmosphere.

Buildings or areas with almost permanent condensation and with high pollution.

Coastal and offshore areas with high salinity.

Buildings or areas with almost permanent condensation and with high pollution.

The ISO Standard just mentioned, besides the corrosive environments’ classiﬁcation, establishes also the protection type necessary for a steel object according to the environment where it will stay. The sense of the ISO 12944, in other words, is to give an adequate support in choosing the right pre-treatment and the right curing

La norma ISO appena citata, oltre a classiﬁcare i diversi ambienti corrosivi, stabilisce anche quale tipo di protezione deve essere data ad un manufatto in acciaio in funzione dell’ambiente dove esso dovrà operare. Il senso della Norma ISO 12944, in altre parole, è quello di dare un adeguato supporto nella scelta del tipo

Stop Corrosion!

cycle in order to have a maximum durability according to the environment where the coated object will stay. The durability of a coating system should then be tested through the accelerated aging tests contained in Standard UNI EN ISO 12944-6. It is important to note that the term “durability” indicates a forecast of the eﬀectiveness of a complete curing cycle (substrate’s preparation, pre-treatment, pre-treatment’s quality, coating, polymerization, etc.) in order to obtain a good protection against corrosion. The durability, therefore, does not equate to a guarantee time but it is only an indication of time that can elapse the painting and the subsequent maintenance’s action. The durability is divided in 3 levels according to the UNI EN ISO 12944-1: • Low (L) = from 2 to 5 years • Medium (M) = from 5 to 15 years • High (H) = more than 15 years

di pretrattamento e del ciclo di verniciatura per ottenere la massima durabilità in funzione dell’ambiente in cui è situato il manufatto. La durabilità di un sistema verniciante deve poi essere provato mediate i test di invecchiamento accelerato riportati nella normativa UNI EN ISO 12944-6. È importante precisare che con il termine durabilità si intende una previsione indicativa dell’eﬃcacia di un ciclo completo di verniciatura (preparazione del supporto, pretrattamento, qualità del pretrattamento, verniciatura, polimerizzazione, etc.) al ﬁne di ottenere una buona protezione anticorrosiva. La durabilità, quindi, non è una garanzia di durata ma solo un’indicazione dell’intervallo di tempo che può intercorrere tra la verniciatura ed il successivo intervento di manutenzione. La durabilità è suddivisa, in base alla norma UNI EN ISO 12944-1, in 3 classi: • Bassa (L) = da 2 a 5 anni • Media (M = da 5 a 15 anni • Alta (H = oltre 15 anni

The durability is also associated to some chemical-physical tests. Some of these tests, according to corrosion levels, are shown in the table below.

ed è associata ad una serie di test chimico-ﬁsici. Alcuni di essi sono riportati nella seguente tabella in funzione della classe di corrosione.

Corrosion level as determinated by ISO 12944-2

Durability Level

Low (L) Medium (M) High (H) Low (L) Medium (M) High (H) Low (L) Medium (M) High (H) Low (L) Medium (M) High (H) Low (L) Medium (M) High (H)

C5-I

C5-M

ISO 28121 (chemical resistance) hours _ _ _ _ _ _ _ _ _ 168 168 168 _ _ _

As mentioned before, the Standard UNI EN ISO 12944, besides giving information about the tests to be performed, gives also information about the type of pre-treatment and coating to be done in order to reach the goal. Let’s consider, for example, a C4 aggressive environment. For this type of environment, the ISO Standard enunciates that the steel structures must be: a) sandblasted with SA 2,5 grades; 86 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

ISO 28122 (water immersion) hours _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ISO 6270 (water’s condensation) hours 48 48 120 48 120 240 120 240 480 240 480 720 240 480 720

ISO 9227 (neutral salt spray) hours _ _ _ 120 240 480 240 480 720 480 720 1440 480 720 1440

Come già detto in precedenza, la Norma UNI EN ISO 12944, oltre a dare informazioni sui test da eseguire, da indicazioni anche sulla tipologia di pretrattamento e di verniciatura da eseguire per il raggiungimento dell’obiettivo. Consideriamo, ad esempio, l’ambiente aggressivo di tipo C4. Per questo tipo di ambiente la norma dice che le strutture in acciaio devono essere: a) sabbiate con grado SA 2,5;

INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE b) coated with one or two layers of a suitable primer (80 micron thickness); c) finished with two or three layers of a suitable “top coat” (120 -240 micron thickness, according to the type of powder coating and the durability required); d) the final thickness of the film should be between 200 and 320 micron, according to the durability required. Salt spray test for a C4 environment is showed below: Environment C4

Durability Level Low (L) Medium (M) High (H)

ST Powder Coatings’ Anticorrosive Primer In order to meet the needs of many customers, ST Powder Coatings’ R&D labs have developed two specific anticorrosive primer to prevent the corrosion and to protect steel objects from it. EZ-658-7300-010 The primer EZ-658-7300-010, based sed on “sacrificial anode” technology, y, carries out its protection thanks to its high content of metallic zinc. The anticorrosive performances of this primer, combined with a suitable pre-treatment cycle, closely matches the hot dip galvanized steel ones. EY-658-7300-001 The anticorrosive primer EZ-658-7300-010, although carrying outt his anticorrosive duties perfectly, may not be be accepted by the final users because of raw materials considered dangerous for the environment (zinc powder). ST Powder Coatings’ R&D labs, therefore, have studied and developed an Anticorrosive Primer, totally dangerous substances free, based on an exceptional “barrier effect”. The product code of this primer is EY-658-7300-001. The tables below show the results of the salt spray tests carried out in parallel on samples coated with Primer EZ-658-7300-010 and with the new Primer EY658-7300-001, both over coated with white polyester.

b) rivestite con 1 o 2 mani di un adeguato primer (spessore 80 micron); c) ﬁnite con un 2 o 3 mani di un adeguato “top coat” (spessore da 120 a 240 micron a seconda del tipo di vernice e della durata richiesta). d) Lo spessore totale del ﬁlm di vernice deve essere tra i 200 e i 320 micron, a seconda della durata richiesta. Il test di nebbia salina previsto per l’ambiente C4 è riportato nella seguente tabella: ISO 9227 (Neutral salt spray) 240 hours 480 hours 720 hours

Primer Anticorrosivi di produzione ST Powder Coatings Per far fronte alle esigenze di molti clienti, i laboratori della ST Powder Coating hanno sviluppato due specifici primer anticorrosivi per prevenire e proteggere i manufatti in acciaio dalla corrosione. EZ-658-7300-010 EZ 658 58 7300 010 0 EZ-658-7300-010, basato sulIl primer p tecnologia dell’anodo sacrificale, la tecn svolge la sua azione protettiva grazie aal suo elevato contenuto di zinco metallico. Le performance antim corrosive di questo primer, in ccombinazione con un adeguati ciclo di pretrattamento, si avvicinano a quelle dell’acciaio zincato a caldo. EY-658-7300-001 EY-658 primer anticorrosivo EZ-658-7300-010, Il prim egregiamente le sue funziopur svolgendo svolg lg anticorrosive, ni anticorro osive può ppu non essere accettato dagli utilizzatori finali in quanto contenente materie prime considerate pericolose per l’ambiente (lo zinco in polvere). I laboratori di Ricerca e Sviluppo ST, perciò, hanno studiato e realizzato un Primer Anticorrosivo totalmente privo di sostanze pericolose che basa la sua efficacia anticorrosiva su un eccezionale effetto barriera. Il codice del primer in questione è EY-658-7300-001. Le seguenti tabelle riportano l’esito dei test in nebbia salina effettuati in parallelo su provini verniciati con il Primer EZ-658-7300-010 e con il nuovo EY-658-7300-001 e sovra verniciati con un poliestere liscio lucido bianco.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Stop Corrosion!

Table 1:Corrosion resistance of EY-658-7300-001 and EZ-658-7300-010 on Zinc phosphate steel panels, over coated with polyester powder coatings code P2-8589010-010 (ISO 9227 neutral salt spray).

Tabella 1:Resistenza alla corrosione di EY-658-7300-001 e EZ-658-7300-010 applicati su pannelli in acciaio pretrattati con Fosfati di Zinco e sovraverniciati con ﬁnitura poliestere cod. P2-858-9010-010 (ISO 9227 neutra).

Primer Tested 1.000 hours 2.000 hours 3.000 hours 4.000 hours 5.000 hours EY-658-7300-001 No blistering. No blistering. No blistering. No blistering. No blistering. No film detachment. No film detachment. No film detachment. No film detachment. No film detachment. EZ-658-7300-010 No blistering. No blistering. No blistering. No blistering. No blistering. No film detachment. No film detachment. No film detachment. No film detachment. No film detachment.

Table 2: Corrosion resistance of EY-658-7300-001 and EZ-658-7300-010 on Iron phosphate steel panels, over coated with polyester powder coatings code P2858-9010-010 (ISO 9227 neutral salt spray).

Tabella 2: Resistenza alla corrosione di EY-658-7300-001 e EZ-658-7300-010 applicati su pannelli in acciaio pretrattati con Fosfati di Ferro pesante e sovraverniciati con ﬁnitura poliestere cod. P2-858-9010-010 (ISO 9227 neutra).

Primer Tested EY-658-7300-001

500 hours No blistering. No film detachment.

1.000 hours No blistering. No film detachment.

2.000 hours No blistering. Film detachment near the crosscut (3-6 mm)

EZ-658-7300-010

No blistering. No film detachment.

No blistering. Film detachment near the crosscut (1-8 mm)

The anticorrosive properties of both primer (EZ and EY), combined with an appropriate pretreatment cycle, allow to reach and widely exceed the corrosion resistance tests for the highest durability levels described in Regulation ISO 12944 (C5-I e C5-M). Some coated panels subjected to accelerating aging test are shown in the images below.

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Le proprietà anticorrosive di entrambi i primer, combinati con un adeguato ciclo di pretrattamento, consentono di raggiungere e superare ampiamente i test di resistenza alla corrosione previsti per le più alte classi di durabilità descritte nella Norma ISO 12944 (C5-I e C5-M). Una immagine dei provini sottoposti al test di invecchiamento accelerato è riportata di seguito.

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RELIABILITY AND HIGH PERFORMANCE OF PVD COATINGS IN THE DECORATIVE SECTOR: THE IMPORTANCE OF CONTROL Affidabilità ed elevate prestazione dei rivestimenti PVD nel settore decorativo: l’importanza del controllo Beatrice Barba

Preliminary remarks

Introduzione

P&P Holding, Bedizzole (BS), Italy

As for all the processes relating to the coating of metals, the production process of PVD coatings begins with a washing stage. In this step, the control of products is almost exclusively visual and is needed to ensure optimal conditions before the PVD coating stage (absence of oxidation, of polishing paste residues, of stains, etc.). Many defects can be avoided with a careful control of the surface preparation, although this is obviously not sufficient to ensure the end quality of the coating. This happens through specific standard methods that will be briefly presented in this article, together with the tools used for this purpose.

Il processo produttivo dei rivestimenti PVD inizia, come per tutti i processi che riguardano il ricoprimento di metalli, con il lavaggio. In questa fase il controllo dei prodotti è quasi esclusivamente visivo e serve a garantire le condizioni ottimali prima del rivestimento PVD (assenza di ossidazione, di residui di pasta di lucidatura, di macchie, ecc.). Molti difetti possono essere evitati grazie a un attento controllo della preparazione delle superfici anche se ciò non è ovviamente sufficiente a garantire le caratteristiche qualitative del rivestimento finale. Questo avviene grazie a metodologie standardizzate specifiche che verranno illustrate sinteticamente in questo articolo, unitamente agli strumenti utilizzati a questo scopo.

Reference parameters for PVD coatings intended for the decorative sector and related instruments

Parametri di riferimento per i rivestimenti PVD a scopo decorativo e relativi strumenti

1) Thickness: it is generally measured in microns and can vary from a few tens of nanometres to a few microns. The thickness of a deposit can be gauged with ease, albeit relatively precisely, with a profilometer (Fig. 1), by measuring the “step” created between a coated and an uncoated area. These areas can be singled out by partially removing the coating at the end of the deposit process or by screening a part of the sample prior to the same process (by means of a polymeric film, which is removable with solvent). The test is performed by placing the tracer point of the profilometer in the area between the coated and the uncoated part, and 1 the advancement of the tip should be sufficient to detect the “step” between the two surfaces. The thickness of this “step” corresponds to that of the deposit. Alternatively, various tools such as, for example, the Calo tester (generally used to measure thicknesses greater than one micron) and the X-ray spectrophotometer

1) Spessore: generalmente misurato in micron, può variare da qualche decina di nanometri fino a raggiungere qualche micron. Lo spessore del deposito può essere misurato con facilità, seppure in maniera relativamente precisa, attraverso il profilometro (fig. 1), misurando il gradino che si crea tra una zona rivestita e una non rivestita. Nel dettaglio, è possibile ottenere queste due zone rimuovendo parzialmente il rivestimento a fine deposito, oppure schermando una parte del campione prima del deposito (mediante un film polimerico, rimuovibile poi con del solvente). La prova si esegue posizionando il tastatore del profilometro nella zona tra la parte ri© ProtimLafer vestita e quella non rivestita e l’avanzamento della punta deve essere tale da rilevare il gradino che esiste tra i due piani. Lo spessore del gradino corrisponde a quello del deposito. In alternativa, possono essere utilizzati diversi strumenti come, per esempio, il Calotest (solitamente impiegato per misurare spessori superiori al micron), oppure lo

beatrice.barba@p-pholding.com

A proﬁlometer (courtesy of ProtimLafer Coating Division). Immagine di un proﬁlometro (cortesia di ProtimLafer Coating Division).

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INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE can be used. In the latter case, to make reliable measurements, it is necessary to calibrate the instrument with speciﬁc reference algorithms and standards depending on the type of coating.

spettrofotometro a raggi X. In questo ultimo caso, per eﬀettuare misure attendibili, è necessario tarare lo strumento con algoritmi e standard di riferimento dedicati in funzione della tipologia di rivestimento.

2) Roughness: it indicates the presence of geometric micro imperfections on the surface, which are generally not visible to the naked eye. The surface irregularities are assessed by supposing to dissect the surface with an orthogonal plane to the surface. The actual profile is the line resulting precisely from the intersection between the surface and the orthogonal plane (Fig. 2). The measurement of the surface roughness is performed with a 2 roughness tester, which inspects the surface with a thin tracer point and records the irregularities showing them on a chart (or on a display) with a precision up to a thousandth of a micron. The PVD coatings do not significantly alter the surface roughness of the substrate: this is one of the main reasons why they are used for decorative applications with a high aesthetic impact. Generally, for the PVD coatings with a glossy finish used in the decorative field, the recorded values are around Ra 0.01μm (average roughness) and Rz 0.05μm (maximum roughness averaged over five peaks and five valleys).

2) Rugosità: identifica la presenza di microimperfezioni geometriche presenti sulla superficie e generalmente poco visibili a occhio nudo. Le irregolarità superficiali si misurano immaginando di sezionare la superficie secondo un piano, detto piano di rilievo, ortogonale alla superficie stessa. Il profilo reale è la linea risultante dall’intersezione della superficie reale con il piano di rilievo (fig. 2). Il rilievo della rugosità viene eseguito con un apparecchio detto “rugosimetro”, che ispeziona la superficie con un sottile tastatore e registra le irregolarità riportandole su un diagramma (o su un display) con una precisione che raggiunge il millesimo di micron. I rivestimenti PVD non alterano significativamente la rugosità superficiale del substrato: è uno dei motivi principali per cui sono utilizzati per impieghi decorativi dall’elevato impatto estetico. Generalmente, per i rivestimenti PVD in ambito decorativo con finitura lucida i valori registrati sono intorno a 0,01μm per Ra (rugosità media) e 0,05μm per Rz (rugosità massima mediata su cinque picchi e cinque valli).

03) Colour Coordinates: colours can be perceived diﬀerently. For this reason, it is essential to use a standard method for their correct deﬁnition. One of the most used reference systems is the CIELAB model (Fig. 3) with the use of the three coordinates L, a, and b: - L = coating lightness (with values from 0 to 100, from black to white); - a, b = two colour ranges going from 3 green (negative) to

03) Coordinate colore: i colori possono essere percepiti differentemente a seconda degli individui. Per questo motivo è indispensabile utilizzare una metodologia normata per la loro corretta definizione. Uno dei sistemi di riferimento più utilizzati è costituito dal modello unificato CIELAB (fig. 3) con l’utilizzo di tre coordinate - L, a, b - che determinano rispettivamente: - L = luminosità del rivestimento (con valori da 0 a 100, da nero a bianco); - a, b = rappresentano due gamme di colore che vanno rispettiva-

An orthogonal plane for the roughness measurement. Piano di rilievo per il calcolo della rugosità.

The CIELAB 1976 colour space. Scala colorimetrica CIELAB 1976.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Reliability and High Performance of Pvd Coatings in the Decorative Sector: the Importance of Control

PVD standard ﬁnishes (courtesy of P&P). Finiture standard PVD (cortesia di P&P).

red (positive) as regards the “a” value, and from blue (negative) to yellow (positive) as regards the “b” value. The colour measurement can be performed by means of a tool called “spectrophotometer”, with which the colour coordinates are electronically provided through a simple measurement. The spectrophotometer is preferable to other simpler tools, such as the colorimeter, for the high level of accuracy achieved thanks to the numerous functions that make the measurement independent of the type of substrate and of finish (gloss, satin, matte, etc.). In the characterisation stage, moreover, it is essential to test the stability of the colour. The test is performed by immersing the sample in distilled water at a temperature of 80°C for 24 hours, in compliance with the standard ASTM D870. At the end of the test, the colour is measured to assess how much the coordinates “a” and “b” have changed: if the range is less than 0.3 and 3.5 respectively, the test result is positive and the colour can be considered stable in time. Thanks to the PVD technology, it is possible to obtain different types of deposits and, therefore, several colours: metallic colours, obtained through the evaporation of pure metals such as Cr, Ti, Zr, etc., and socalled “reactive” colours, typical of binary and ternary compounds, obtained from the reaction of pure metals with process gases. In this case, shades of yellow, gray and black, as well as bronze, blue, etc. can be obtained. Figure 4 shows the standard colours that can be obtained. However, through the variation of certain process parameters, it is possible to create further tones. 04) Adhesion: it is surely a fundamental parameter for the optimum performance of PVD coated objects. By measuring the coating adhesion, it is possible to assess the cohesion between the deposited film and the substrate. The tests used for the adhesion measurement vary depending on the substrate. For metals, a tool

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mente dal verde (negativo) al rosso (positivo) per quanto riguarda il valore di “a”, e dal blu (negativo) al giallo (positivo) per quanto riguarda il valore di “b”. La misura del colore può essere eseguita per mezzo di uno strumento chiamato “Spettrofotometro”, grazie al quale vengono fornite elettronicamente le misure delle coordinate colore tramite una semplice misura. Lo spettrofotometro è preferibile ad altri strumenti più semplici, quali il colorimetro, per l’elevato livello di precisione raggiunta grazie alla molteplicità di funzioni che rendono la misurazione indipendente dalla tipologia di substrato e dalla finitura (lucida, satinata, opaca, ecc.). In fase di caratterizzazione, inoltre, è fondamentale testare la stabilità del colore. Il test consiste nell’immergere il campione in acqua distillata alla temperatura di 80°C per 24 ore, in accordo con la norma ASTM D870. Al termine della prova si misura il colore e si valuta di quanto sono cambiate le coordinate “a” e “b”: se il range è rispettivamente inferiore di 0,3 e 3,5, allora l’esito della prova è positivo e il colore può considerarsi stabile nel tempo. Grazie alla tecnologia PVD, è possibile realizzare diverse tipologie di depositi e quindi svariate colorazioni: le colorazioni metalliche, ottenute tramite l’evaporazione di metalli puri quali ad esempio Cr, Ti, Zr, ecc., e le colorazioni cosiddette “reattive”, caratteristiche di composti binari o ternari, ottenuti dalla reazione dei metalli puri con gas di processo. In quest’ultimo caso sono ottenibili colori quali, per esempio, le gradazioni del giallo, del grigio e del nero, il bronzo, il blu,ecc. La figura 4 mostra le colorazioni standard che si possono ottenere. Tuttavia, tramite la variazione di alcuni parametri di processo, è possibile ottenere ulteriori sfumature. 04) Aderenza: è sicuramente un parametro fondamentale per ottenere ottime prestazioni in esercizio di manufatti rivestiti tramite PVD. L’aderenza del rivestimento misura la coesione tra il film depositato e il substrato. I test utilizzati per la misura dell’aderenza

INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE called “microscratcher” (Fig. 5) is used. The test is done by dragging a Rockwell diamond tip with a normalised shape and size (C, 120°) along a flat surface on the sample, at constant speed and with an incremental applied load (30 N or higher values for thicknesses greater than 1μm, while for lower values the loads generally range from x to 5 N). The standard ASTM C1624 calls for a diameter of the stylus around 200μm. Actually, it is necessary to adjust the size depending on the thickness of the coating to be tested, so as to concentrate the forces at the “interface” between coating and substrate. Usually, for thicknesses less than one micron, a tip with a diameter of 20 μm is used, while for thicknesses greater than 1 μm the diameter can reach 100 μm. After running the test, the sample is observed with an optical microscope to determine the critical load at which the coating has been damaged. Figure 6 shows an example of analysis of a PVD coating following the microscratch test. Case A shows a well controlled detachment within the scratch, which indicates a compliant deposit that 5 flakes in a regular way under the applied load. In Case B, on the other side, the coating is not compliant, given the macroscopic and uncontrolled detachments on the edges, which are symptoms of an anomaly or of a suboptimal, if not critical, adhesion. 05) Surface Hardness: it is a numeric value that indicates the plastic deformation properties of a material. It is defined as “resistance to permanent deformation”. This parameter is calculated using a laboratory test called “nanoindentation”. During this test, a normal force increasing up to a predetermined load (necessary for the indenter tip to penetrate 10%÷20% of the coating thickness) is applied using a pyramidal Berkovich indenter (142.5°). Subsequently, the force applied is made to decrease until the tip is lifted from the surface of the sample. The relation between the force and the penetration of the indenter into the substrate determines the mechanical

variano a seconda del substrato. Per quanto riguarda i materiali metallici, si utilizza uno strumento chiamato “microscratcher” (ﬁg. 5). Il test si esegue trascinando una punta Rockwell di diamante, di geometria e dimensione normalizzata (C, 120°), lungo una superﬁcie piana del campione a velocità costante e carico applicato incrementale (30 N o valori maggiori per spessori superiori a 1μm, mentre per valori inferiori i carichi generalmente variano tra e 5 N). La normativa ASTM C1624 indica un diametro del puntatore intorno ai 200μm. In realtà, è necessario variare la dimensione in funzione dello spessore del rivestimento che si sta testando, in maniera tale da concentrare le forze all’interfaccia tra rivestimento e substrato. Generalmente, per spessori inferiori al micron, si utilizza una punta di diametro pari a 20 μm, mentre per spessori superiori a 1 μm si arriva fino a 100 μm. Una volta eseguito il test, il campione viene osservato al microscopio ottico per determinare in corrispondenza di quale carico critico il rivestimento è stato danneggiato. In figura 6 è riportato un esempio di analisi del rivestimento PVD a seguito del Microscratch test. Il caso A mostra un distacco ben controllato all’interno del solco (scratch), il che indica un deposito conforme che si sfalda in maniera regolare sotto il carico applicato. Invece, l’immagine relativa al caso B evidenzia un coating non conforme, con distacchi macroscopici e incontrollati sul bordo, sintomo di un’anomalia o comunque di un’aderenza non ottimale, se non addirittura critica. 05) Durezza superficiale: è un valore numerico che indica le caratteristiche di deformabilità plastica di un materiale. È definita come la “resistenza alla deformazione permanente”. Tale parametro è calcolato tramite un test di laboratorio chiamato “Nano indentazione”. Durante tale prova, viene applicata - tramite un penetratore Berkovich di forma piramidale (142,5°) - una forza normale e crescente fino a un carico prestabilito (necessario per raggiungere un affondamento del penetratore del 10%÷20% dello spessore del rivestimento). Successivamente, la forza applicata viene fatta decrescere fino a che il puntatore si solleva dalla superficie di prova.

international PAINT&COATING magazine - JANUARY/FEBRUARY 2014 - N. 25

Reliability and High Performance of Pvd Coatings in the Decorative Sector: the Importance of Control

A microscopic image of a coating following a microscratch test. Immagine microscopica di un rivestimento a seguito di un test Microscratch.

An example of an applied force-indentation depth curve obtained in the ProtimLafer Coating Division laboratories on PVD coatings. Esempio curva forza applicata - profondità indentazione eseguita nei laboratori ProtimLafer Coating Division, su rivestimenti PVD.

Nanoindentation tester, at ProtimLafer Coating Division. Nanoindentation tester, presso ProtimLafer Coating Division..

La relazione che lega la forza e la penetrazione del penetratore nel substrato determina le caratteristiche meccaniche, quali la durezza superficiale (rapporto tra forza applicata e impronta lasciata dal penetratore) e il modulo elastico locale (secondo il metodo “Oliver & Pharr”). Nella figura 7 è riportato l’esito di un test di nano-indentazione. I diversi gruppi di colore delle linee Caso A indicano le svariate prove a un determinato valore di indentazione (necessarie per avere una valore statistico significativo). È facile intuire come all’aumentare della forza applicata, la penetrazione nel substrato aumenta notevolmente. Il test di nano-indentazione (fig. 8) Caso B 6 è preferibile rispetto ad altre metodologie (ad esempio la prova Vickers), in quanto tiene conto del modulo elastico. Inoltre, permette di monitorare gradualmente la penetrazione della punta fino al 10%, assicurando la corretta misurazione del dato senza alcuna influenza da parte del substrato.

06) Corrosion: it is typical of metallic materials and causes 6) Corrosione: tipica dei materiali the rapid deterioration of their metallici, la corrosione ne genera technical characteristics, with un rapido deperimento delle cadirect consequences on the ratteristiche tecniche, con conbehaviour of the products. seguenze dirette sul comportamento dei prodotti in esercizio. The corrosion of metals can be properly defined as La corrosione dei metalli può 7 Indenter depth “a loss of weight due to a essere correttamente definita process of degradation and come “una perdita di peso dovuta ad un processo di degradazione e ricomposizione con recomposition with other elements”. There are different altri elementi”. Esistono diverse tipologie di corrosione, tutte types of corrosion, but all with a common feature: they reduce the technical and aesthetic performance of the end però con una caratteristica comune: diminuiscono le prestaproduct. zioni tecniche ed estetiche del For this reason, coated prodotto finale. 8 products are subjected Per tale motivo, i prodotti rito simulated processes of vestiti sono sottoposti a proaccelerated corrosion before cessi simulati di corrosione the installation, in order accelerata prima della messa to be able to predict their in esercizio per poter in qualaverage service life. che modo determinare antiCorrosion resistance is cipatamente i loro tempi di evaluated through 3 specific vita medi. Applied force

characteristics, such as surface hardness (relation between the applied force and the track left by the indenter) and local elastic modulus (using the Oliver & Pharr method). Figure 7 shows the outcome of a nanoindentation test. The different colour groups indicate the various tests performed with a given value of indentation (needed to obtain a statistically significant value). It is easy to see that an increase in the applied force results in a significant increase of the penetration into the substrate. The nanoindentation test (Fig. 8) is preferable over other methodologies (e.g. Vickers test), because it takes the elastic modulus into account. Furthermore, it allows to gradually monitor the penetration of the tip up to 10%, ensuring the correct measurement without any influence from the substrate.

94 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

Filtrazione per impianti di verniciatura tests: NSS (Neutral Salt Spray), CASS (Copper-Accelerated Acetic Acid Salt Spray) and AASS (Acetic Acid Salt Spray), using a salt spray chamber in which a solution is sprayed â&#x20AC;&#x201C; respectively, neutral for the ďŹ rst test and acid for the other two. The test is performed by subjecting the samples to certain levels of humidity, temperature and pH in such a way as to simulate the aggressive action of external agents. The parts are placed in the salt spray chamber and visually inspected at deďŹ ned time intervals to assess how much time is needed to detect surface defects due to the phenomenon of corrosion. The corrosion resistance of PVD coatings varies considerably depending on the type of substrate, the substrate preparation to the deposit process and the type of PVD coating.

Conclusion

5RWROL SDQQHOOL H FHOOH LQ ÓžEUD GL YHWUR &HOOH ÓžOWUDQWL SHU DOWH WHPSHUDWXUH 5RWROL H SDQQHOOL LQ ÓžEUD VLQWHWLFD $FFXPXODWRUH YHUQLFH Â´&ROXPEXVÂľ )LOWUL Â´$QGUHDHÂľ &DUWXFFH ÓžOWUDQWL )LOWUL DVVROXWL $SSOLFD]LRQL VSHFLDOL

ÓžOWHULQJ IRU ÓžQLVKLQJ OLQHV

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The technological evolution in the world of surface coatings is now following a trend of rapid growth, while the performance characteristics required by the market are more and more speciďŹ c and stringent. Those described in this article are just some of the methods that enable a quality control that is often quick and easy, but also signiďŹ cant; many others can be chosen as a function of the parameters to be monitored.

La resistenza alla corrosione viene valutata tramite 3 speciďŹ ci test: NSS( Neutral Salt Spray), CASS ( Cupro- acetic Sal t Spray)e AASS( Acetic Acid Salt Spray),che utilizzano una camera di nebbia salina in cui viene nebulizzata una soluzione rispettivamente neutra per il primo test, o acida per gli altri due. Il test viene eseguito sottoponendo i campioni a determinati livelli di umiditĂ , temperatura e pH in modo tale da simulare lâ&#x20AC;&#x2122;azione aggressiva degli agenti esterni. In particolare i pezzi sono posizionati allâ&#x20AC;&#x2122;interno della camera di nebbia salina e controllati visivamente ad intervalli di tempo definiti, per poter individuare dopo quanto tempo mostrano difetti superficiali dovuti al fenomeno della corrosione. La resistenza alla corrosione dei rivestimenti PVD varia notevolmente in funzione della tipologia di substrato, dalla preparazione del substrato al deposito finale, e della tipologia di rivestimento PVD.

Conclusione Lâ&#x20AC;&#x2122;evoluzione tecnologica nel mondo dei rivestimenti superďŹ ciali sta ormai seguendo un trend di rapida crescita e sempre piĂš speciďŹ che e stringenti sono le prestazioni richieste dal mercato. Le analisi sinteticamente descritte in questo articolo sono solo alcune delle metodiche che permettono un controllo qualitativo spesso rapido e veloce, ma anche signiďŹ cativo; molte altre possono essere scelte in funzione dei parametri da monitorare.

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Reliability and High Performance of Pvd Coatings in the Decorative Sector: the Importance of Control

P&P, a leader in vacuum coatings, provides its customers with a service of constant monitoring and control of its coatings, in order to ensure reliable products both in the decorative and in the technical application ﬁelds. The control and characterisation analyses carried out routinely are supplemented by more sophisticated and complex analyses assigned on an ongoing basis to universities and research institutes at the forefront in Italy and Europe. The quality control of P&P monitors the coating properties as well as the process parameters (analysis of the system databases) in order to design the most appropriate hardware and software changes in the light of the increasingly sophisticated processes developed. High quality and reliability are the key to success in the current market.

La P&P, azienda leader nei rivestimenti sotto vuoto, offre ai propri clienti un servizio costante di monitoraggio e controllo dei propri rivestimenti, al fine di garantire al cliente finale l’affidabilità del prodotto sia nel campo delle applicazioni decorative che di quelle tecniche. Le analisi di controllo e di caratterizzazione svolte di routine, sono integrate da analisi più sofisticate e complesse affidate in maniera continuativa ad Università ed Istituti di ricerca all’avanguardia in Italia ed in Europa. Il controllo qualità della P&P si occupa di monitorare, alle proprietà dei rivestimenti, anche i parametri di processo (analisi dei database degli impianti) al fine di progettare le più opportune modifiche hardware e software degli impianti in funzione dei sempre più evoluti processi messi a punto. Alta qualità ed affidabilità sono la chiave di successo per il mercato attuale.

INDUSTRIE PARIS 2014 LE SALON DES TECHNOLOGIES DE PRODUCTION

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ECODESIGN DIRECTIVE: ELECTRIC MOTORS Regolamento Ecodesign dei motori elettrici Marcello Zinno UCIF Italian surface treatment equipment manufacturers' association, Milan, Italy info@ucif.net

Photo Courtesy of Euroimpianti Srl

he Regulation 2014/4/EU, amending the Regulation 640/2009/EC on the eco-design requirements for electric motors, was published on the Official Journal of the European Union of 7/1/2014. The amendment introduces two main changes. The first one is intended to change the scope of the exclusions from the Directive, in order to prevent some producers from circumventing the application of the Regulation by misusing the exclusions themselves. Specifically, the Directive does not apply to: a) motors specified to operate wholly immersed in a liquid; b) motors completely integrated into a product (for example gear, pump, fan or compressor) of which the energy performance cannot be tested independently from the product; c) motors specified to operate exclusively: i at altitudes exceeding 4,000 metres above sea-level; ii. where ambient air temperatures exceed 60°C; iii. in maximum operating temperature above 400°C; iv. where ambient air temperatures are less than -30°C for any motor or less than 0°C for a motor with water cooling; v. where the water coolant temperature at the inlet to a product is less than 0°C or exceeding 32°C; vi. in potentially explosive atmospheres as defined in Directive 94/9/EC of the European Parliament and of the Council; d) brake motors,except as regards the information requirements of Annex I, points 2.3 to 2.6 and 2.12. The second change will allow to indicate on the motor nameplate only the nominal efficiency (η) at maximum rated load and voltage, thus eliminating, for space reasons, that at 75% and 50% of the nominal load and voltage. The new version of the Regulation is to be considered applicable six months after the entry into force (scheduled 20 days after the publication took place on 7th January 2014).

98 N. 25 - 2014 JANUARY/FEBRUARY - international PAINT&COATING magazine

ulla Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea del 7/1/2014 è stato pubblicato il Regolamento 2014/4/EU che modifica il Regolamento 640/2009/CE in merito alle specifiche per la progettazione ecocompatibile dei motori elettrici. L’emendamento introduce sostanzialmente due modifiche. La prima ha lo scopo di modificare il campo delle esclusioni dal Regolamento allo scopo di evitare che alcuni produttori continuino ad aggirare l’applicazione del Regolamento tramite l’uso improprio delle esclusioni. In particolare il Regolamento non si applica: a) ai motori progettati per funzionare interamente immersi in un liquido; b) ai motori completamente integrati in un prodotto (ad esempio in un cambio, una pompa, un ventilatore o un compressore) per i quali non è possibile testare le prestazioni energetiche autonomamente dal prodotto; c) ai motori progettati per funzionare esclusivamente: i. a più di 4 000 metri di altitudine sul livello del mare; ii. a temperature dell’aria ambiente superiori a 60 °C; iii. a una temperatura massima di esercizio superiore a 400 °C; iv. a temperature dell’aria ambiente inferiori a – 30 °C per qualsiasi tipo di motore o inferiori a 0 °C per motori muniti di raffreddamento ad acqua; v. a una temperatura del refrigerante dell’acqua in entrata al prodotto inferiore a 0°C o superiore a 32°C. vi. in atmosfera potenzialmente esplosiva, quale definita nella direttiva 94/9/CE del Parlamento europeo e del Consiglio; d) in motori auto frenanti,ad eccezione dei requisiti in materia d’informazioni di cui all’allegato I, punti da 2.3 a 2.6 e 2.12. La seconda modifica permetterà invece di riportare sulla targhetta del motore solo l’efficienza nominale (η) a carico e tensione nominali massimi, eliminando, per motivi di spazio, quelle al 75 % e al 50 % del carico e della tensione nominali. La nuova versione del Regolamento è da considerarsi applicabile 6 mesi dopo l’entrata in vigore (prevista 20 giorni dopo la pubblicazione avvenuta il 7 Gennaio 2014).

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