NOX Vacural: quando il “sotto vuoto” fa la differenza

Componente Ducati realizzato sulla pressa Idra 2200 Nox con tecnologia Vacural, di peso pari a 10,5 kg. Il medesimo componente, prodotto con processi tradizionali, pesava 12 kg

Una delle attuali e più importanti tendenze del mercato è quella di richiedere getti da pressocolata di integrità elevata e qualificati da caratteristiche meccaniche superiori rispetto al passato. Allo stesso tempo, cresce la richiesta di getti saldabili e/o trattabili termicamente T5 e T6. In virtù di tali esigenze, molte fonderie hanno iniziato a ottimizzare i propri processi produttivi con tecnologie più efficaci e raffinate. Per esempio, una rilevante parte (più del 25%) dei pressocolatori statunitensi si è da tempo orientata verso processi di colata sotto pressione “assistita dal vuoto”, in quanto si tratta di una tecnologia che dà la possibilità di ottenere prodotti di qualità e prestazioni superiori rispetto alle tecniche tradizionali. Per approfondire l’argomento, abbiamo recentemente visitato la Rifimpress S.r.l. di Castel San Pietro, in provincia di Bologna, impresa specializzata nella pressofusione in serie di leghe leggere di alluminio e magnesio, la quale, da circa un anno, utilizza il processo “NOX Vacural”, cioè una delle tecnologie di pressofusione sottovuoto spinto più all’avanguardia attualmente presenti sul mercato.  L’ing. Massimo Manzoli, responsabile tecnologie dell’azienda, introduce l’argomento: «Il costante aggiornamento di tecnologie e impianti per fornire prodotti di qualità e ad alto valore aggiunto è da sempre l’obiettivo di Rifimpress anche in periodi di crisi. Oltre a importanti progetti di ricerca sviluppati con l’Università di Bologna, Rifimpress ha investito in alcuni macchinari davvero all’avanguardia, come per esempio la pressa Idra 2200 Nox con tecnologia “Vacural”».

 

I vantaggi del vuoto spinto

Idra 2200 Nox con tecnologia Vacural della Rifimpress

Ma che cos’è, dunque, il processo “NOX Vacural”?

Il processo di sottovuoto Vacural, messo a punto alcuni decenni fa da importanti aziende europee, consiste nell’aspirazione dell’alluminio fuso direttamente dal forno d’attesa con la formazione del vuoto non solo nella cavità dello stampo, ma anche nella camera di iniezione: ciò garantisce la perfetta uniformità del vuoto all’interno dello stampo stesso. Manzoli precisa: «Quando viene attivato il sistema del vuoto, il fuso viene richiamato dal tubo pescante che collega il forno di attesa direttamente al cilindro di iniezione. Tale fase deve essere messa a punto con la massima attenzione per permettere il raggiungimento del giusto tasso di riempimento del contenitore». Tra le diverse possibilità di applicazione del Vacural, NOX è una delle più nuove e spinte, in quanto permette di raggiungere la pressione di 50-60 mbar all’interno del sistema di colata durante l’intero processo, contro i 150-200 mbar degli altri sistemi sottovuoto. A tali livelli di pressione, in effetti, è possibile limitare fortemente il problema delle porosità dovute ai gas presenti nel getto e ridurre in maniera decisiva quello dell’inglobamento di ossidi. Analizziamo il processo nel dettaglio: il fuso posto in un contenitore, dopo essere stato degasato, viene spillato al di sotto del pelo libero del “forno di attesa” (forno che quindi deve elevarsi sino all’altezza del contenitore stesso). Il fuso poi viene risucchiato dal vuoto, o meglio, dalla depressione costante di 50-60 mbar, attraverso un sifone e un tubo pescante in camera di iniezione: in tal modo viene minimizzato il rischio di intrappolare ossidi al suo interno. Infine, il fuso d’alluminio viene iniettato nello stampo il quale in tal modo, nonostante la turbolenza del processo, rimane puro, senza ossidi da “intrappolare”.

Lo stampo all’interno della pressa

Nei processi tradizionali l’alluminio – materiale notoriamente assai propenso all’ossidazione – viene raccolto in una tazza prima dell’iniezione; nel sistema Vacural, invece, il materiale non è mai a contatto con l’aria e ciò consente, in sostanza, che siano azzerati i rischi di inglobamento degli ossidi nel momento in cui il getto viene versato dal forno d’attesa alla tazza. «In pratica – riprende Manzoli – tale tipo di processo permette il riempimento sotto vuoto della forma dello stampo, in modo che il fuso non sia mai a contatto con l’atmosfera e la solidificazione del getto avvenga sotto pressione: queste rappresentano le migliori condizioni per ottenere un pezzo sano e virtualmente esente dai difetti dovuti alla presenza di gas e all’inglobamento di ossidi». E infatti i getti così ottenuti, anche a pareti sottili, presentano qualità meccaniche molto elevate, sono caratterizzati da ottima accuratezza dimensionale e da alta qualità superficiale, e risultano saldabili e trattabili termicamente. In generale, con il sistema di pressofusione a vuoto spinto NOX Vacural possono essere pressocolate leghe d’alluminio di qualsiasi tipo e normalmente utilizzate per le colate in sabbia e in conchiglia. Massimo Manzoli mette in evidenza un ulteriore aspetto di tale tecnologia: «La pressofusione è sempre stata considerata una fusione “grezza”, in cui prediligere la quantità piuttosto che la qualità. Con il sistema NOX Vacural, invece, è possibile ottenere prodotti di fattura comparabile a quella dei prodotti ottenuti in conchiglia. E non è da escludere che in futuro si possano realizzare produzioni in leghe di magnesio».

 

Quando osare significa eccellere

Per implementare il sistema produttivo sopra descritto, l’impresa bolognese ha acquistato, come detto, la pressa Idra 2200 Nox dalla Idra S.r.l. di Travagliato (BS) con tecnologia Vacural. Manzoli: «Si tratta di una pressa da 2200 tonnellate che abbiamo deciso di inserire all’interno della nostra azienda come traguardo finale di un progetto di ricerca e sviluppo condotto assieme all’Università di Bologna, relativo, appunto, ai sistemi di pressocolata sotto vuoto».

Robot antropomorfo che estrae il pezzo stampato, lo raffredda, lo posiziona sulla tranciatrice per il taglio, infine lo scarica

Il lavoro, svolto di comune accordo tra la Rifimpress, l’ateneo e la ditta fornitrice della macchina, ha permesso di mettere a punto diversi aspetti importanti: il progetto dello stampo, dei canali sotto vuoto e di quelli di alimentazione; i relativi sistemi di guarnizioni per garantire il vuoto durante la fase produttiva; il software di simulazione della colata, ecc. «Oltre alla pressa “dedicata” – riprende Manzoli – sono occorsi un forno d’attesa speciale, costruito in materiale particolare e capace di muoversi in verticale fino al contenitore dell’alluminio fuso, e sifoni specifici in grado di lavorare “a bagno”. Insomma, si è trattato di un lavoro non facile, che ha richiesto un investimento iniziale importante e una messa a punto assai onerosa. Forse queste difficoltà iniziali ne frenano la diffusione, e infatti non abbiamo notizie, al momento, di altre aziende che dispongono della tecnologia NOX Vacural in Italia», sottolinea Massimo Manzoli con una punta d’orgoglio.

Risultati di grande rilievo

La pressa Idra 2200 Nox con tecnologia Vacural è in funzione in casa Rifimpress da circa un anno, e l’ing. Manzoli ne descrive i risultati ottenuti con profonda soddisfazione: «I vantaggi ottenuti sono sostanziali e di grande rilevanza. Innanzitutto, i pezzi che otteniamo non presentano porosità e risultano molto più compatti, omogenei e “strutturali”. Ciò significa che sono trattabili termicamente e saldabili e, soprattutto, che hanno caratteristiche meccaniche molto più elevate rispetto al passato». Non solo: con i processi tradizionali, i gas racchiusi nei micropori del materiale potevano espandersi durante i processi termici ad elevate temperature, e quindi generare bolle sulla superficie del pezzo (fenomeno detto “blistering”) causandone la non conformità. «Grazie a Idra 2200 Nox con tecnologia Vacural, invece, abbiamo ridotto del 99% il problema del blistering», aggiunge Manzoli.  Vi sono poi altri benefici: per esempio, l’alleggerimento dei componenti. «Esatto. Poiché questo tipo di tecnologia riduce il tasso di aria e gas presenti nello stampo e produce un alluminio più resistente, è possibile realizzare componenti con spessori più sottili e quindi più leggeri. Inoltre, nei processi tradizionali la presenza di aria produce contropressioni e rende faticoso il riempimento degli stampi, mentre Vacural permette un riempimento più efficace, ben più rapido e meno corrosivo».

Alcuni particolari finiti realizzati con tecnologia NOX Vacural

Certo, il processo rimane delicato e prevede il controllo totale dei parametri in gioco: temperature, pressioni, qualità della lega, tipo di degasaggio, ecc., ma con la giusta messa a punto è possibile ottenere risultati davvero importanti, come spiega, e conclude, Massimo Manzoli: «Siamo davvero felici dell’investimento realizzato. Abbiamo già diversi clienti, tra cui alcuni di fama mondiale, quali la Ducati, che fanno parte della cosiddetta “Motor Valley”, la terra dell’Emilia Romagna con il “motore sportivo” nel cuore, per i quali stiamo producendo stampi innovativi di altissima qualità con tecnologia NOX Vacural».

DAL DISEGNO AL PRODOTTO FINITO

Rifimpress S.r.l (Castel San Pietro, BO) è fonderia specializzata nella pressofusione in serie, in lavorazioni e finiture post colata quali sbavatura, sabbiatura, burattatura e verniciatura. L’azienda è in grado di effettuare diversi tipi di trattamenti sui prodotti pressofusi, per esempio termici, galvanici, di impregnazione. Maila Pelucchini, una delle due figlie del titolare Beniamino, spiega: «Noi produciamo principalmente fusioni strutturali in leghe leggere, soprattutto in leghe di alluminio e leghe di magnesio, operando su di esse un numero elevato di controlli per garantirne il massimo livello di qualità. Assistiamo i clienti dal momento della progettazione fino alla consegna del pezzo finito cercando di ottimizzare, attraverso simulazioni produttive e analisi dei costi, tutte le fasi della produzione dal punto di vista sia qualitativo che economico. Inoltre, cerchiamo di fornire alla clientela un prodotto finito, cioè già lavorato, trattato superficialmente, verniciato, assemblato, ecc.». A questo scopo è importante ricordare che Rifimpress fa parte di RaceBo, la rete che raggruppa molte aziende d’eccellenza della “Motor Valley” bolognese, le quali operano in diversi comparti della meccanica ma lavorano insieme per accrescere le competenze e offrire ai clienti prodotti e servizi di elevata qualità a costi più competitivi.

TECONOLOGIA, FLESSIBILITA’ ED EXPORT

La visita presso lo stabilimento della Rifimpress di Castel San Pietro è anche l’occasione per fare il punto della situazione circa l’attuale fase economica. Maila Pelucchini osserva: «Da qualche anno il mercato è cambiato e noi abbiamo dovuto adeguarci. Anche se non esiste una ricetta buona e valida per tutti, io credo che oggi sia fondamentale essere sempre estremamente reattivi rispetto alle richieste della clientela e occorre continuare a investire, nonostante i tempi difficili.

L’ing. Massimo Manzoli, responsabile tecnologie della Rifimpress S.r.l. di Castel San Pietro (BO)

Certo, è difficile: le banche ormai guardano con sospetto le aziende che chiedono finanziamenti, ma se gli investimenti sono richiesti con trasparenza e ponderazione, se l’azienda ha una storia limpida, clienti seri e affidabili, e se, soprattutto, il fatturato cresce, cresce anche la fiducia degli istituti di credito». Quindi, secondo lei, “investire” è ciò che più conta oggigiorno per superare il momento di difficoltà generalizzato? «Investire in tecnologia è necessario, ma non basta. Occorre anche elevare la flessibilità nella gestione dei lotti e ampliare il numero dei settori merceologici di sbocco, in quanto ciò aiuta a differenziare l’offerta e a compensare eventuali rallentamenti settoriali. In tal senso è ormai fondamentale guardare all’export. Per quel che ci riguarda, il 30% del fatturato proviene dall’esportazioni, in particolare in Germania, Austria e Francia, che sono i Paesi  più “ricettivi”».

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