Nell'affascinante mondo dell'automotive, dove la prestazione incontra l'eleganza, la produzione di cerchi in lega rappresenta un capitolo cruciale. Questo processo sofisticato, che combina ingegneria e design, richiede una meticolosa attenzione ad ogni fase. Nelle seguenti sezioni esploreremo le sfaccettature di questo processo, dalla scelta dei materiali alla rifinitura e verniciatura, che conferiscono durata e bellezza a questi importanti accessori per auto.
Selezione dei Materiali
I cerchi in lega, una volta installati, saranno sottoposti a forti sollecitazioni. Di conseguenza, la scelta dei materiali adatti per la loro costruzione è il passaggio fondamentale per garantire la qualità delle prestazioni del prodotto finale.
Un cerchione in lega, come suggerisce il nome, è composto da una lega di vari metalli. La scelta e la proporzione di questi materiali si basa sull'esperienza accumulata nel tempo dall'azienda produttrice, e può cambiare nel tempo in base alle esigenze di mercato e alle più recenti innovazioni tecnologiche.
Tra tutti i metalli, l’alluminio è il più utilizzato nella maggior parte dei cerchi in lega oggi in commercio. La sua popolarità è dovuta alla leggerezza e alla facilità di lavorazione. Questo elemento non viene mai impiegato puro, ma miscelato con altri metalli per migliorarne le proprietà meccaniche.
Per cerchi in lega di alta gamma o da competizione, spesso vengono utilizzate leghe di magnesio. Utilizzando questo metallo è possibile ottenere cerchioni altrettanto resistenti agli urti e alle vibrazioni, ma fino al 35% più leggeri rispetto agli omologhi in alluminio.
Fusione
Una volta selezionati i materiali, si passa al processo di fusione, il cui obiettivo è la creazione della lega metallica che sarà impiegata per la produzione dei cerchi.
La fusione avviene in un apposito forno fusorio, con temperature che possono raggiungere i 1000 gradi Celsius. I produttori seguono questa fase con grande attenzione, monitorando attentamente la composizione della lega mediante l’analisi spettrale ad emissione ottica. Questo controllo permette di capire le quantità esatte di vari elementi fusi all’interno della lega.
Se tutto corrisponde agli standard, la lega metallica viene colata nello stampo del modello di cerchio. Qui il materiale viene raffreddato e pressato in modo da riempire completamente lo stampo.
Forgiatura
La forgiatura è un processo alternativo alla fusione che viene adottato dai produttori che mirano a offrire prodotti di fascia alta. Assicura una distribuzione uniforme delle caratteristiche fisiche del cerchio, evitando disomogeneità tra le varie zone. Un cerchio forgiato presenta miglioramenti significativi in termini di risposta alle sollecitazioni e agli impatti, di conseguenza mostra anche un rischio di deformazione ridotto. Un altro vantaggio è la resistenza maggiore a parità di materiale impiegato. Queste caratteristiche permettono ai cerchi forgiati di essere sottili e leggeri.
I costi di forgiatura sono maggiori rispetto a quelli di fusione. Questo avviene sia perché si tratta di un processo laborioso, sia per l'elevato scarto di materiale durante la produzione.
Il processo di forgiatura inizia con la fusione del materiale, che viene poi sottoposto a pressioni altissime all’interno di un disco tondo. Successivamente, il disco viene modellato in un cerchione attraverso una serie di compressioni e riscaldamenti, fino a raggiungere la forma prevista dallo specifico modello.
Finitura
La fase di finitura è essenziale per garantire non solo la funzionalità, ma anche l'estetica del cerchio in lega. Questo stadio include vari trattamenti, tra cui:
- la rettifica, ossia la correzione di eventuali asimmetrie o imperfezioni
- la rimozione delle sbavature
- La creazione del foro centrale
- L’anodizzazione, che rende il cerchio più resistente alla corrosione e ne migliora l’impatto estetico
Queste operazioni non sono facilmente automatizzabili, ma richiedono l'esperienza e la competenza di operai specializzati.
Al termine della finitura, la polvere viene rimossa per assicurare l’uniformità e la pulizia della superficie del cerchione.
Il processo di produzione continua con l’ultima fase.
Verniciatura
La verniciatura dei cerchi in lega, a differenza di quanto si potrebbe credere, è un’attività complessa e delicata. Per ottenere un risultato eccellente è infatti fondamentale tenere sotto controllo tutte le fasi del processo.
La tecnica più comunemente adottata è la verniciatura a polvere. Il metodo prevede l'applicazione di una polvere colorata fine sulla superficie dei cerchi, seguita da un riscaldamento in un forno di verniciatura. Con l’esposizione al calore, la polvere si liquefa, andando a coprire uniformemente il cerchio.
Un aspetto fondamentale del processo di verniciatura è la gestione corretta delle alte temperature. Il monitoraggio e il controllo accurati sono cruciali per garantire un rivestimento durevole e omogeneo. Temperature non ottimali possono causare difetti e disomogeneità nel rivestimento, compromettendo sia l'estetica sia la funzionalità del cerchio.
In questo contesto, Tecnosoft ha introdotto una soluzione innovativa per garantire un corretto monitoraggio delle alte temperature durante la verniciatura.
Come molti nostri prodotti, tutto è partito da una richiesta molto specifica da parte di un cliente.
Monitoraggio della temperatura durante la verniciatura di cerchi in lega
Una nota azienda di produzione di cerchi per auto si trovava di fronte a una sfida impegnativa. Il suo obiettivo era il monitoraggio di un processo di verniciatura per garantire che ogni cerchio fosse non solo esteticamente impeccabile, ma anche eccezionalmente resistente.
La verniciatura in forni industriali richiede temperature e tempi molto precisi, di conseguenza è necessario un monitoraggio costante.
Questo è il ciclo di temperatura adottato dall’azienda per verniciare i propri cerchi in lega:
- La prima fase si svolge in un primo forno riscaldato a 250°C, dove i cerchi rimangono per 15 minuti.
- Subentra l’interstage, un momento di pausa dove la temperatura si abbassa a 25°C per 30 minuti.
- Il cerchio passa al secondo forno riscaldato a 250°C. Questa volta per un periodo più lungo, 45 minuti.
- Segue un secondo interstage, a 100°C della durata di 40 minuti, seguito da un terzo interstage di 30 minuti a 25-30°C.
- Il cerchio viene poi passato in un terzo forno a 250°C per 35 minuti.
- Infine, si passa alla fase di raffreddamento.
Per monitorare la temperatura era quindi necessario trovare degli strumenti di misurazione in grado di resistere a temperature altissime per periodi di tempo relativamente lunghi. Una sfida tecnologica che abbiamo affrontato step by step.
Fase 1: Lo Studio Preliminare
Avevamo l’obiettivo di creare un sistema di monitoraggio che potesse resistere al calore e fornire dati accurati sulla temperatura in vari punti del cerchio durante la verniciatura.
Perciò, lo studio di fattibilità si è concentrato sulla verifica delle prestazioni del sistema a termocoppie TC-Log 8 S USB in condizioni di alte temperature tipiche dei forni di verniciatura.
In questa fase, abbiamo fatto un check sulle protezioni termiche disponibili per le termocoppie, ma abbiamo scoperto che non erano adatte per l'intero processo di verniciatura, poiché potevano resistere solo fino a metà del processo di riscaldamento.
Era quindi necessario trovare una soluzione custom adatta allo scopo.
Fase 2: Creazione di Soluzioni
Per superare la limitazione, abbiamo modificato la custodia metallica esterna della protezione termica esistente, sostituendo il materiale interno con un composto più resistente.
Inoltre, per evitare la dispersione di polveri che potessero interferire con la verniciatura, abbiamo ricoperto il nuovo materiale con un adeguato rivestimento.
Per aumentare l'isolamento termico e ritardare il più possibile la penetrazione del calore abbiamo anche aggiunto due piccoli serbatoi metallici contenenti acqua con valvola di sfiato.
Il nostro prototipo era così venuto alla luce!
Fase 3: Il Test Finale
Una volta a disposizione il prototipo, lo abbiamo sottoposto allo stesso ciclo termico richiesto dal cliente.
Il risultato è stato molto positivo: infatti la prova termica è stata brillantemente superata. Lo strumento è stato in grado di monitorare temperature di 250° per un tempo prolungato mantenendo un margine di sicurezza ampiamente soddisfacente.
Sfide superate:
Nel percorso di sviluppo del nostro sistema a termocoppie per il monitoraggio delle temperature nei processi di verniciatura, abbiamo superato 2 sfide:
- La prima e più impegnativa è stata la riprogettazione completa della protezione termica. Non si è trattata di una semplice revisione, ma della creazione di una soluzione completamente nuova che tenesse conto delle esigenze specifiche del processo di verniciatura ad alte temperature.
- In parallelo, abbiamo riprogettato l'involucro della componente elettronica. Questo passo era cruciale per garantire che il sistema non solo resistesse alle alte temperature, ma rimanesse anche funzionale e affidabile in queste condizioni estreme. Abbiamo quindi testato con successo un nuovo isolante per offrire protezione termica superiore senza compromettere la funzionalità del sistema.
La prossima sfida
Per il prossimo futuro stiamo studiando una scatola esterna che possa contenere la protezione termica del data logger.
L'obiettivo è rendere il sistema utilizzabile nel 100% dei progetti del cliente, un traguardo ambizioso che richiederà ulteriori innovazioni e sperimentazioni.
Queste sfide superate e quelle future dimostrano il nostro impegno costante nel fornire soluzioni su misura che rispondano in modo efficace e preciso alle esigenze specifiche dei nostri clienti.
Da 35 anni ampliamo il nostro know how consolidando la nostra posizione come leader nel campo del monitoraggio in processi industriali complessi.
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