Automazione_Oggi_377

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NOVEMBRE-DICEMBRE 2014 AUTOMAZIONE OGGI 377 52
AO ATTUALITA’
Le fasi del processo
Lafibradi carbonio riciclata si presenta sotto
forma di fogli di ‘tessuto non tessuto’ simile
a feltro. Il metodo di lavorazione a stampo
aperto prevede la stesura tramite una spe-
ciale testa di miscelazione, collegata a un’u-
nità dosatrice, di resina epossidica, quindi
di origine naturale, su tutta la superficie
del foglio. La testa di miscelazione è stata
realizzata per la parte relativa al PLC di con-
trollo e al pannello operatore da Automata.
In particolare, l’HMI a colori touchscreen
‘iPAD style’ per la gestione del processo è
semplice da usare e intuitivo: l’operatore
con pochi e semplici passaggi (al massimo
tre), navigando attraverso appositi menu,
può selezionare sul sinottico il componente
dell’impianto di cui desidera modificare i
parametri. Può quindi impostare delle so-
glie per controllare la qualità del pezzo fi-
nito, visualizzare grafici e trend, dati storici
e allarmi. La soluzione è ‘full embedded’ e,
sfruttando le caratteristiche di connettività
innate nel prodotto, consente tramite Win-
MatchLite Remote Emulator (WiRE) di svol-
gere da remoto diverse attività: simulare un
HMI in modalità debug durante la configu-
razione del sistema, navigare tra le pagine
del progetto non interferendo sull’attività
dell’operatore a bordo macchina, gestire il
controllo del pannello e la modifica dei pa-
rametri del dispositivo.
L’impianto Cresim di Caronno integra due
robot antropomorfi a sei assi; il primo robot
preleva la fibra di carbonio in tessile da un
pallet, quindi il secondo robot, dotato di un
settimo asse che gli consente di muoversi
lungo l’impianto e di unamano di presa per
prelevare la fibra, realizza l’impregnazione.
La testa di miscelazione è dotata di una
speciale barra che è in grado di stendere un
velo di matrice polimerica uniformemente
su tutta la superficiedel pezzo incomposito.
L’unita miscelatrice è legata a un’unità do-
sante dotata di PLC e interfaccia realizzate
da Automata in collaborazione con il labo-
ratorio R&D di Afros. Quindi il pezzo viene
posizionato dal primo robot tramite shuttle
sul semistampo inferiore di una pressa da
1.000 tonnellate, settataperòper impiegare
una forza di 200 tonnellate sufficiente per
l’operazione di stampa che avviene a 130 °C.
La pressa quindi si chiude; dopo i 2 minuti
necessari perché si concluda il processo
chimico, il primo robot preleva il pezzo con
un sistema a vuoto (tramite risucchio) e lo
estrae, disponendolo su un altro pallet ‘in
uscita’ che viene scaricato ogni tot pezzi.
Una seconda tecnica che può essere im-
piegata per assolvere allo stesso processo
è definita ‘a stampo chiuso’: “Per questa si
utilizza come supporto un foglio in fibra na-
turale, nel nostro caso un tessuto di lino, e
resina epossidica derivata da olio di pino e
altre componenti naturali” ci ha illustratoAl-
bertoBonasea, responsabile del laboratorio
R&Ddi Afros. “Questa tecnica implica alcuni
vantaggi. Prima di tutto, si ricava un com-
posito senza sfridi, con al limite solo poche
sbavature; poi non ci sono i problemi di
gestione dei fumi che insorgono operando
in stampo aperto; infine, il processo per-
mette cicli più rapidi”. Si posiziona dunque
un certo numero di fogli in tessuto di lino
nello stampo e lo si chiude; quindi si applica
il vuoto in stampo per eliminare l’aria dalle
fibre e si inietta la resina a stampo chiuso a
125 °C. La resina nel serbatoio è a 80 °C; l’i-
niezione richiede circa 10 secondi. “Il punto
di iniezione è nel centro; la resina forma una
‘pizza’ che cresce, arriva ai bordi e scorre.
Abbiamoquindi inseritoun sensoredi pres-
sione che ci dice con quanta forza la resina
‘spinge’ per penetrare all’interno delle fibre:
più la fibra è chiusa nello stampo, più la re-
sina è viscosa, più la trama è fitta e più oc-
correrà ‘spingere’ per far penetrare la resina
nella fibra. Il sistema di acquisizione dati ri-
leva durante il processo di iniezione quanto
la resina ‘spinge’ sulla fibra, fornendoquindi
un grafico che viene poi impiegato per il
controllo qualità”. Ogni pezzo esce infatti
con un suo specifico grafico, che rivela se le
fibre sono state deformate o spostate e se il
ciclo ha avuto dei problemi. “È un sistema
intelligente e automatico che legge in con-
tinuo i dati di pressione all’interno dello
stampo e quando arriva a 50 bar chiude l’i-
niezione. Così, anche se il volume della fibra
in tessuto cambia, il pezzo finale
è sempre ben compattato: senza
sensore andavamo a peso, ma
un tessuto in fibra, soprattutto
se naturale, non è detto che
pesi sempre uguale e se inietto
sempre lo stesso quantitativo di
resina, posso avere alla fine un
pezzo incompleto o al contrario
una fuoriuscita di resina” ha spie-
gato Bonasea. Le fasi di iniezione
del materiale all’interno dello
stampo e di indurimento dello stesso sono
particolarmente delicate e richiedono una
regolazione precisa e corretta nel tempo. Il
sistema di controllo è stato fornito da Auto-
mata e utilizza un PAC con bus di campo e
azionamenti Sercos. Il controllore program-
mabile, potente e dalle elevate prestazioni,
offre un’architettura flessibile e modulare;
sfrutta un’unica CPU per gestire e coordi-
nare il controllo e l’interfaccia operatore e
consente una notevole velocità di regola-
zione e un monitoraggio al millisecondo,
con sistema ad anello chiuso, di variabili
fondamentali quali portata e pressione, al
fine di ottenere un prodotto di alta qualità
e dalle perfette caratteristiche meccaniche.
“Il tempo di indurimento della resina che
usiamo qui è di 8 minuti, ma con altre tipo-
logie di materiale il tempo totale di fermo
del prodotto nello stampo può essere in-
feriore ai 2 minuti: certi impianti in nord
Europa che producono per BMW o Lam-
borghini devono realizzare 40.000 pezzi
all’anno, quindi il tempodi ciclodeve essere
necessariamentebreve” ha sottolineatoBo-
nasea. Infine, lapressa automatizzatadaAu-
tomata è dotata di un sistema di controllo
di parallelismo: “In questomodo, possiamo
tenere lo stampo semi-chiuso (aperto solo
di qualche decimo di millimetro) durante
l’iniezione, inmodo che le fibre sianomeno
compatte e la resina penetri più rapida-
mente e con minore sforzo, chiudendo la
pressa solo alla fine, mentre il pezzo ‘galleg-
gia’. Questa tecnica impone però di tenere
le facceperfettamenteparallele, abbinando
i piani inmodo perfetto, per realizzare pezzi
senza deformazioni” ha infine concluso il
responsabile.
Automata -
Dal pannello in remoto
l’operatore è in grado di
controllare con pochi click di
mouse l’intero processo