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Quando si verniciano superfici grandi o componenti con forme particolarmente complesse è spesso difficile ottenere uno spessore del film uniforme, in particolare quando si tratta di grandi manufatti industriali come i silos per mangimi, cereali o pellet di biomassa. L’affermato fornitore di servizi Oltrogge GmbH & Co. KG (Bielefeld, Germania) ha installato un sistema di verniciatura elettrostatica presso Awila Anlagenbau GmbH, che può ora ottenere uno spessore uniforme su tutti i componenti, riducendo al contempo il consumo di materiale e i costi.

Soluzioni personalizzate per le specifiche richieste dei clienti

In molti settori industriali esistono prodotti grezzi, semilavorati o finiti che devono essere trasportati, dosati o stoccati sottoforma di polvere oppure sfusi, inclusi alimenti e mangimi per animali, ma anche pigmenti colorati, sostanze farmaceutiche, cemento o carbone. Ideali per lo stoccaggio di questi prodotti sono i silos di dimensioni adatte. Da più di 100 anni Awila Anlagenbau GmbH di Lastrup (Bassa Sassonia, Germania) progetta e costruisce strutture di questo tipo e le assembla in 57 paesi in tutto il mondo. Il suo core business include sistemi chiavi in mano grandi e piccoli e, su richiesta, sistemi modulari per la movimentazione di mangimi e cereali, sviluppati per clienti che operano principalmente nei settori

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dell’alimentazione animale, della plastica e alimentare. A seconda delle esigenze del cliente, nonché delle condizioni e dei requisiti regionali, Awila può fornire sia soluzioni complete, sia singoli componenti. Tomas Schulze, Direttore Produzione di Awila, riassume in poche parole la mission aziendale: “Il nostro obiettivo è moltiplicare i successi dei nostri clienti. Siamo alla continua ricerca di soluzioni innovative per supportarli nella trasformazione delle materie prime in prodotti di alta qualità”. I dipendenti dell’azienda vantano, tra l’altro, un profondo know-how nell’ingegneria dei processi meccanici e termici con riferimento a trasporto, pulizia, selezione, macinazione, miscelazione, dosaggio, igienizzazione, asciugatura e formatura di prodotti grezzi.

In qualità di affidabile partner tecnologico, Awila sviluppa e costruisce silos, impianti e singoli componenti per un’ampia gamma di settori. Una sfida particolare per il suo staff è la verniciatura di strutture molto grandi. Sinora Awila aveva sempre utilizzato la comprovata tecnologia airless. Questo processo consiste nella fornitura di vernice ad una pistola airless tramite un tubo e con l’ausilio di una pompa ad

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ROBOT

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ASSISTANCE

alta pressione: grazie alla pressione elevata la vernice viene finemente atomizzata ed efficacemente applicata alla superficie. Tuttavia, durante una dimostrazione di prodotto da parte di Oltrogge di Bielefeld (Germania), Awila si è imbattuta in un altro tipo di processo di verniciatura, come ricorda Marco Dahlkötter, Area Sales Manager di Oltrogge: “Abbiamo suscitato l’interesse di Awila verso la verniciatura elettrostatica durante una dimostrazione e gli abbiamo fornito il nostro sistema per qualche giorno, permettendogli di così di confrontare direttamente entrambi i processi di verniciatura alle loro attuali condizioni di produzione”. Questo test ha completamente convinto Awila: solo pochi giorni dopo ha acquistato il sistema di Oltrogge e lo ha installato presso il suo stabilimento di Lastrup.

Prodotti di alta qualità forniti da Wagner, partner di Oltrogge

Awila utilizza ora il sistema di verniciatura elettrostatica di Wagner, partner di Oltrogge, che consiste in una pistola manuale elettrostatica di ultima generazione e in un’unità di controllo. Oltre alla loro robustezza, comodità ed impugnatura ergonomica, le pistole GM 5000 garantiscono uno spruzzo morbido ed omogeneo, per un’alta qualità della verniciatura ed efficienza applicativa. “L’unità di controllo smart permette di regolare tutti i parametri di verniciatura in tempo reale”, spiega Reiner Feldkamp, ingegnere applicativo di Oltrogge. “Questo garantisce che la pistola fornisca una prestazione ottimale in qualsiasi condizione”. Impostare il voltaggio e il flusso di corrente a seconda delle proprietà del materiale, delle condizioni ambientali e del manufatto, può rivelarsi essenziale. L’unità di controllo garantisce anche la massima sicurezza durante la verniciatura e monitora la messa a terra della pistola: se questa non è collegata, l’alta tensione si interrompe automaticamente.

Verniciatura elettrostatica: più efficiente, sostenibile ed economica

Il passaggio di Awila dalla verniciatura airless a quella elettrostatica è stato ripagato. “In particolare con le superfici grandi otteniamo ora un perfetto spessore del film: grazie a questa nuova tecnologia la vernice si stende in modo ottimale e omogeneo in ogni momento”, sottolinea Tomas Schulze. “Su componenti piccoli o con geometrie complesse otteniamo un significativo risparmio di materiale, dal 30 al 50% rispetto a prima”. Questo processo, basato sull’attrazione tra il manufatto con messa a terra e le particelle di vernice con carica elettrostatica, a seconda di vernice, geometria e parametri impostati, assicura anche molto meno overspray e quindi maggiore efficienza applicativa ed utilizzo più sostenibile ed economico dei prodotti vernicianti. Risparmio di vernice, costi di smaltimento inferiori e minori emissioni di COV garantiscono una rapida ammortizzazione dell’investimento e dimostrano che Awila ha fatto assolutamente la scelta migliore.

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Per superare le difficoltà nel proprio processo di verniciatura e velocizzare la produzione, Eurogalvano, specializzata in trattamenti superficiali, si è affidata a un progetto congiunto per realizzare un impianto di verniciatura a liquido. Grazie all’impianto di Daphne Impianti e al convogliatore di CM Automazione, al robot di verniciatura con autoapprendimento di Epistolio e alla centrale vernici di Sames Kremlin, l’azienda ha trovato una soluzione flessibile e adatta alle proprie esigenze applicative.

L’automazione e i robot con funzionalità di autoapprendimento sono due fenomeni sempre più diffusi all’interno dell’industria manifatturiera, perché consentono di ottimizzare e velocizzare la produzione e migliorare la precisione e la qualità delle lavorazioni. Siri, l’Associazione Italiana di Robotica e Automazione, ha stimato che nel 2021 le consegne sul mercato interno sono aumentate del 22,6%1 .

1 http://www.imprese-lavoro.com/2022/05/19/la-robotica-in-italia-forte-incremento-della-domanda-nel-2021/

Tuttavia, potrebbero sorgere alcuni dubbi sull’utilità di questi sistemi con cicli produttivi che richiedono flessibilità e adattabilità, come nel caso di Eurogalvano s.r.l di Lodrino (BS). “Siamo un’azienda che offre innumerevoli trattamenti superficiali e studia insieme al cliente il ciclo produttivo più adatto ad ogni esigenza. Realizzando componenti che saranno soggetti a sollecitazioni meccaniche, temperature elevate e ambienti corrosivi, impieghiamo la verniciatura come strumento per fornire un alto grado di protezione e valore estetico. Con l’aumento delle richieste da parte dei clienti, abbiamo avuto la necessità di velocizzare il processo di verniciatura e abbiamo quindi considerato di installare un robot con autoapprendimento, ma temevamo che non fosse una soluzione flessibile e adatta alle diverse tipologie e quantità di manufatti che lavoriamo”, esordisce Matteo Anfuso, responsabile della produzione di Eurogalvano. “La partnership con quattro rinomate aziende italiane ci ha però fatto ricredere”. Eurogalvano ha individuato la soluzione nella cooperazione con Daphne Impianti s.r.l. di Casella (PU), CM Automazione s.r.l. di Giussano (MB), Epistolio Srl di Casciago (VA) e Sames Kremlin Srl di Pioltello (MI). Il nuovo impianto di verniciatura a liquido con robot di applicazione ad autoapprendimento ha consentito all’azienda di migliorare l’uniformità dello strato di vernice, ridurre i consumi e ottimizzare il processo produttivo, alternando velocemente la verniciatura automatica con quella manuale.

Innovazione su base biennale

Eurogalvano iniziò a operare nel 1993 come terzista nel settore della pulitura, sabbiatura, burattatura, galvanica decorativa e verniciatura al teflon di alluminio, ferro e acciaio per componenti d’arredo e armi. L’azienda è sempre stata attenta alle richieste del mercato e ha perciò ampliato oppure aggiornato i propri impianti su base biennale. In ottica di differenziazione dei mercati, Eurogalvano aggiornò gli impianti per poter lavorare anche i bilancieri per i cambi marcia della Ducati e pistoni per i freni di Brembo. Inoltre, al fine di ampliare anche la tipologia dei trattamenti superficiali offerti, fece realizzare un nuovo reparto con un impianto galvanico appositamente dedicato alla cromatura dura a spessore, così da soddisfare le sempre più numerose richieste provenienti dal mercato e conferire maggiori proprietà tecniche anche a prodotti realizzati con materiali meno nobili. Inserì successivamente nuovi trattamenti quali l’ottonatura (lucida o a spessore) e bronzatura, estendendo inoltre la possibilità di lavorare tutte le leghe – anche le più delicate come alluminio e acciaio inox – al fine di ampliare la propria gamma di trattamenti decorativi. Introdusse poi un

© ipcm © Epistolio

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processo di sputtering a impatto zero che permise la vaporizzazione e la deposizione di metalli nobili in sottovuoto. “Osserviamo attentamente il mercato e interveniamo per migliorare i nostri impianti e fornire nuovi servizi ai nostri clienti, che negli anni sono aumentati esponenzialmente e coprono vari settori: automotive, nautica, arredo casalingo e industriale, domotica, serramenti e minuteria. Abbiamo anche a disposizione un laboratorio chimico interno che si è rivelato indispensabile per controllare la qualità di nostri trattamenti. Ogni giorno utilizziamo le nostre attrezzature per effettuare le analisi chimiche dei bagni galvanici, le prove di resistenza in nebbia salina, gli shock termici e le prove di spessore distruttive,” dichiara Anfuso. L’acquisizione di nuovi impianti e attrezzature ha consentito a Eurogalvano di espandere i trattamenti offerti, i mercati di riferimento e le proprie competenze. Oltre alle lavorazioni conto terzi, l’azienda ha costruito un altro stabilimento per la produzione a marchio proprio di oltre 200 modelli di giunti modulari, tubi e accessori di supporto per componenti d’arredo civile, aziendale e industriale.

Ciclo produttivo flessibile e personalizzabile

Eurogalvano è in grado di verniciare componenti in metallo, plastica, vetro e cristallo, applicando ai particolari effetti speciali e personalizzati. Ha ottenuto la certificazione ISO 9001:2015 per il proprio sistema di gestione della qualità. “La caratteristica che ci ha permesso di cresce è la nostra flessibilità. Lavoriamo 40.000 particolari al giorno e abbiamo 230 clienti. Siamo in grado di fornire un servizio completo e su misura, dalla progettazione del pezzo alla formulazione della finitura, passando per la stampa e tutti i trattamenti superficiali intermedi”, spiega Anfuso. L’azienda mette a disposizione il proprio reparto R&D e i propri tecnici per studiare insieme al cliente le proprietà e la configurazione del pezzo di cui ha bisogno. Dopodiché realizza il disegno, crea un prototipo in materiale plastico o metallico con una tecnologia di stampa 3D, lo scansiona e lo produce in serie. Infine, effettua i trattamenti superficiali più adatti per soddisfare le richieste estetiche e tecniche del pezzo. Eurogalvano può infatti attuare diverse tipologie di pretrattamento: sbavatura con nastri abrasivi, lucidatura con ruote di cotone e paste abrasive riscaldate, lavaggio con ultrasuoni privo di solventi, ciclo di fosfatazione o granigliatura. Dopodiché, i pezzi subiscono i processi di finitura.

L’importanza della verniciatura

“Oltre metà della nostra produzione è destinata all’estero, quindi ci assicuriamo che i nostri trattamenti forniscano delle superfici di qualità e resistenti anche a temperature elevate e ambienti corrosivi. La verniciatura ricopre un ruolo molto importante, sia perché ci permette di offrire finiture dall’alto valore estetico, sia perché rappresenta

anche una valida alternativa al cromo esavalente. Applichiamo finiture protettive trasparenti, opache, lucide e pigmentate su pezzi con dimensioni e geometrie molto diverse tra di loro. Abbiamo 80 vasche per il trattamento galvanico, una cabina per la verniciatura a polvere manuale una per la cubicatura. Nel 2019 abbiamo inoltre fatto installare un nuovo impianto di verniciatura a liquido con robot antropomorfo MRK con modulo per l’autoapprendimento di Epistolio, per ottenere una maggiore flessibilità nella produzione, una migliore uniformità nell’applicazione e una notevole riduzione nelle tempistiche. Quest’ultimo investimento ci ha permesso di offrire anche un ulteriore servizio ai nostri clienti, la verniciatura della plastica, ampliando ulteriormente la tipologia di superfici che siamo in grado di verniciare”, continua Anfuso. “Infine, nel 2021, abbiamo installato un tintometro per creare finiture uniche. Le realizziamo internamente, le testiamo, le applichiamo e forniamo la ricetta al cliente, in modo che possa replicarle”.

Il nuovo impianto di verniciatura a liquido

La flessibilità che caratterizza l’intero impianto consente a Eurogalvano di gestire grosse quantità di lotti ma anche commesse più ridotte e personalizzate. “Durante un turno lavorativo dobbiamo essere in grado di gestire componenti molto diversi tra di loro. Per esempio, prima verniciamo 500 piastre per la domotica di alberghi, poi 100 raccordi di piccole dimensioni per l’arredo e infine 10 componenti per gli attaccapanni lunghi 1,5 m. Abbiamo quindi richiesto una soluzione che ci permettesse di alternare rapidamente la configurazione automatica con quella manuale,” chiarisce Anfuso. L’impianto prevede cinque stazioni: una zona di carico e scarico, la cabina di verniciatura a liquido, il tunnel di appassimento, il forno di essiccazione e una zona di raffreddamento.

La linea di verniciatura è asservita dal convogliatore X37R rovesciato con un carico massimo distribuito sull’impianto corrispondente a 3 mila daN, caratterizzato da un funzionamento a scatti o in continuo con velocità a 50 Hz di 3 m/min e regolato dal quadro elettrico generale della linea. Gli attacchi alla catena, del tipo girevole e dotati di una leva di blocco per la rotazione, sono condotti insieme ai manufatti da trattare lungo l’intera linea fino alla zona di scarico. Sono presenti 116 unità di trasporto, con capacità massima di carico di 20 daN per ogni attacco e passo tra le unità pari a 600 mm. Una delle particolarità di questo trasportatore è il dispositivo di rotazione motorizzato completo di camma pneumatica per lo svincolo della leva che blocca la rotazione dei ganci di cui è dotato il segmento della catena che attraversa la stazione di verniciatura. Un carter mobile consente la chiusura del dispositivo durante la fase di verniciatura dei pezzi per proteggere gli ingranaggi meccanici del trasportatore e ridurre gli interventi di pulizia e manutenzione. Un’unità girevole con le stesse caratteristiche del dispositivo collocato nella stazione di verniciatura è presente anche nella cabina di asciugatura.

La cabina pressurizzata di verniciatura a liquido è allestita con il robot di applicazione antropomorfo a sei assi MRK di Epistolio, sui cui è montata la pistola elettrostatica TRP 501 di Sames Kremlin. “Il robot consente di verniciare precisamente pezzi con sagome e geometrie complesse e molto differenti tra di loro, applicando una finitura uniforme su ogni superficie, evitando l’effetto Gabbia di Faraday e riducendo al contempo il consumo di materiale verniciante. All’esterno della cabina è presente un pannello di controllo touch-screen con software multilingue che include un modulo per la gestione e la personalizzazione della produzione, oltre a statistiche e dati di utilizzo del robot”, chiarisce Luca Venturini, responsabile commerciale di Epistolio. Il robot di verniciatura MRK è provvisto della funzione di autoapprendimento: tramite un joystick ergonomico ed estraibile completo di pulsanti programmabili, un singolo operatore può impostare la movimentazione manuale del robot e guidarlo nella spruzzatura di un pezzo. “Una volta premuto il tasto di avvio, il software memorizza tutti i movimenti, salvandoli quando l’operatore conferma che il ciclo verniciante è terminato con successo. In questo modo, i successivi manufatti possono essere verniciati automaticamente. È possibile modificare i programmi, in caso l’azienda dovesse identificare un ciclo di verniciatura alternativo, o aggiungere o modificare delle sottosezioni. Il robot è infatti equipaggiato con un box di valvole proporzionali tramite le quali si può gestire la quantità di prodotto erogato, l’atomizzazione, l’apertura del ventaglio e il range di kilovolt, al fine di personalizzare anche singole sezioni

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del programma di verniciatura a seconda delle esigenze”, commenta Venturini. “Per esempio, se individuiamo delle difficoltà nella verniciatura, possiamo modificare i parametri ed evitare o ridurre le problematiche dovute alla Gabbia di Faraday nei punti critici. Inoltre, i bracci del robot di verniciatura, bilanciati pneumaticamente, sono costruiti con materiali molto robusti ma al contempo leggeri, quindi la manovrabilità in fase di programmazione o di verniciatura manuale è comoda e rapida. Come detto, abbiamo la necessità di essere molto flessibili e verniciare anche solo una decina di componenti. L’autoapprendimento è molto utile, ma lo è anche la possibilità di configurare rapidamente il braccio del robot per la verniciatura manuale. In questo modo, possiamo verniciare un telaio con componenti che richiedono un elevato grado di personalizzazione e, dopo pochi minuti, riprendere con la verniciatura automatizzata di altri lotti. Per garantire la sicurezza di tutto il personale, il robot antropomorfo di Epistolio è dotato di opportuni sistemi di sicurezza che interrompono immediatamente i movimenti del braccio in caso percepiscano la presenza di un operatore,” spiega Anfuso.

La centrale vernici

Il sistema di miscelazione e la centralina di Sames Kremlin gestiscono automaticamente i 2 serbatoi con i catalizzatori e i 5 serbatoi con gli altri componenti delle vernici, le pompe di alimentazione, il lavaggio e il cambio colore rapido, che richiede 2 minuti. Il tintometro a disposizione di Eurogalvano e la centrale vernici consentono di creare il prodotto verniciante, miscelarlo con il catalizzatore e condurlo al robot direttamente nel momento stesso in cui deve essere applicato. In base alle richieste dei clienti, l’azienda applica primer, base e finitura bicomponente personalizzata anche per lotti di piccole quantità. Inoltre, in caso sia necessario verniciare in sequenza molti componenti, i serbatoi di prodotto e i catalizzatori con il sistema di miscelazione automatico permettono di alternare rapidamente la produzione. “Il vantaggio della cooperazione tra le aziende coinvolte è che possiamo gestire la centrale Sames Kremlin direttamente dal software Epistolio. Siamo in grado di ottimizzare l’applicazione della vernice, configurare il passaggio dall’applicazione manuale a quella semiautomatica e parametrare il forno, le rotazioni dei telai sul convogliatore e la quantità di prodotto verniciante erogato, al fine di ridurre il consumo dei materiali al minimo e migliorare la qualità della finitura”, commenta Anfuso.

Il valore aggiunto della cooperazione

L’impianto è entrato in funzione nel 2019 e Eurogalvano si dichiara completamente soddisfatta dell’investimento. “Siamo andati presso la sede di Epistolio per vedere il robot antropomorfo MRK in funzione, testare l’ergonomia del braccio meccanico e la funzione di autoapprendimento e capire se fosse la soluzione più adatta alle nostre richieste di flessibilità. Il robot si è rivelato subito molto utile e facile da maneggiare, perciò abbiamo deciso di effettuare questo investimento. Ci siamo confrontati con Epistolio, con Daphne Impianti, con CM Automazione e con Sames Kremlin, abbiamo individuato insieme le potenziali problematiche a cui saremmo andati incontro e studiato come risolverle”. “La sinergia è stata l’arma vincente. Per esempio, sul gruppo di rotazione pezzi in cabina del convogliatore di CM Automazione è montato un motore di Epistolio interpolato con i 6 assi del robot per poter gestire la rotazione del pezzo in angolo e velocità, ottimizzando al meglio il programma di verniciatura. Ciò è stato possibile grazie alla collaborazione con partner qualificati e affidabili. Tutte le aziende che hanno preso parte al progetto si sono confrontate per studiare la soluzione migliore, ognuna fornendo le tecnologie più adatte alle esigenze di Eurogalvano,” interviene Venturini. “Abbiamo incontrato la massima disponibilità da parte di tutti e ora l’impianto è perfettamente configurato e ottimizzato. Ci ha fornito dei vantaggi sia per velocità e qualità della verniciatura, ma anche per la gestione dei processi produttivi. L’operatore insegna al robot antropomorfo il ciclo di verniciatura migliore, poi subentra personalmente per verniciare lotti di quantità ridotta, quando abbiamo delle richieste specifiche, e lascia poi che il robot riprenda il normale ciclo,” conclude Anfuso.