Intervista a Tommaso Pinter dell\u2019Almax di Mori: l\u2019ingegneria della matrice \u00e8 il grande passo in avanti che garantisce in anticipo la fattibilit\u00e0 dei profilati in alluminio agli estrusori e agli utilizzatori finali<\/p>\n
di Mario Conserva<\/em><\/p>\n <\/p>\n E\u2019 un fatto scontato ed \u00e8 comunemente riconosciuto da tutti gli addetti ai lavori che la matrice ha un ruolo centrale riguardo alla possibilit\u00e0 o meno di produrre una certa sezione di estruso di alluminio, ancora di pi\u00f9 oggi, con la richiesta del mercato di sagome sempre pi\u00f9 complesse e di estrusi finali con caratteristiche meccaniche sempre pi\u00f9 elevate. Come nasce e si \u00e8 sviluppato questo concetto innovativo di progettazione e realizzazione delle matrici di estrusione?<\/strong> Possiamo descrivere con qualche dettaglio tecnico in pi\u00f9 gli elementi di base del vostro nuovo modo di progettare e costruire le matrici?<\/strong> In sostanza, l\u2019uovo di Colombo \u00e8 il controllo della conoscenza e della corretta e completa interpretazione dei parametri di processo…<\/strong> Dal punto di vista della costruzione, qual \u00e8 lo stato dell\u2019arte che consente alla Almax Mori di trasformare quanto studiato al PC in realt\u00e0?<\/strong> In conclusione, mi pare che questi nuovi criteri di fare le matrici possano cambiare il modo di fare l\u2019estrusione, un grosso passo in avanti per trasformare un\u2019arte in una scienza; magari se ci <\/strong>mettiamo la creativit\u00e0 e la fantasia che caratterizza da sempre il modo italiano di fare impresa, raccoglieremo ancora interessanti punti di competitivit\u00e0 nel contesto del mercato globale…<\/strong> Intervista a Tommaso Pinter dell\u2019Almax di Mori: l\u2019ingegneria della matrice \u00e8 il grande passo in avanti che garantisce in anticipo la fattibilit\u00e0 dei profilati in alluminio agli estrusori e agli utilizzatori finali di Mario Conserva E\u2019 un fatto scontato ed \u00e8 comunemente riconosciuto da tutti gli addetti ai lavori che la matrice ha un ruolo …<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":911,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"give_campaign_id":0,"footnotes":""},"categories":[12,323],"tags":[327],"class_list":["post-913","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-attualita","category-estrusione","tag-almax"],"openstation_lock":null,"openstation_contributors":[],"openstation_attached_media":[911],"yoast_head":"\n
\nLa riprova che il contributo del costruttore di matrici \u00e8 al centro dell\u2019intero processo \u00e8 evidenziata dagli enormi cambiamenti che hanno avuto luogo negli ultimi decenni riguardo l\u2019ingegneria della matrice di estrusione. Parliamo di questo stimolante argomento con l\u2019ingegner Tommaso Pinter, un giovane rappresentante di un nome prestigioso nel campo delle matrici per estrusione, la Almax di Mori (Trento). Laureato in Ingegneria industriale all\u2019Universit\u00e0 di Bologna una ventina di anni fa, studiando tra l\u2019altro i meccanismi di trasformazioni a caldo dei metalli, autore di numerose pubblicazioni tecniche dedicate alle leghe di dell\u2019alluminio, Tommaso Pinter \u00e8 Chief Commercial Officer di Almax Mori e responsabile tecnologico del gruppo Alumat di cui Almax fa parte. \u201cApro l\u2019argomento con una breve presentazione della nostra azienda: Almax fa parte di un insieme di societ\u00e0 impegnate nella produzione di matrici per l\u2019estrusione dell\u2019alluminio per il mercato globale. La capogruppo \u00e8 Alumat, con sede a Ciserano vicino a Bergamo; oltre ad Almax Mori abbiamo la Matrex di Salonicco in Grecia e la Almax Service situata in Polonia, uno dei nostri migliori mercati. Il gruppo, con poco pi\u00f9 di 140 dipendenti, ha un fatturato complessivo di oltre 25 milioni di euro, noi come Almax ne valiamo 11 con 55 addetti, per l\u201985% sull\u2019estero, e siamo specializzati nelle matrici per leghe dure, come ad esempio 6082, 6061, 7005, 7108, 7020 e 7075 per profilati strutturali anche di grandi dimensioni. Produciamo mediamente tra 350 e 400 matrici al mese. Consideriamo il 1987 l\u2019anno di nascita della Almax come la vediamo oggi e infatti l\u2019anno scorso abbiamo celebrato il nostro trentennale, anche se in effetti l\u2019azienda venne fondata nella seconda met\u00e0 degli anni \u201960 a Zingonia (Bergamo) dall\u2019esperienza dell\u2019omonima casa madre olandese. La fabbrica fu trasferita poi a Mori nei primi anni ottanta ed entr\u00f2 nell\u2019orbita di Alcoa, che aveva acquisito gran parte degli asset dell\u2019alluminio di stato italiano; infine venne rilevata nel 2004 dall\u2019attuale propriet\u00e0, gli imprenditori che per anni avevano seguito la gestione dell\u2019azienda. Come punto caratterizzante del nostro modo di operare, direi innanzitutto che siamo stati tra i primi produttori a dotarsi di una simulazione di estrusione integrata nel processo di realizzazione delle matrici; come vedremo pi\u00f9 in dettaglio, questo significa riduzione dei costi di produzione, grande flessibilit\u00e0, riduzione dei tempi di consegna degli stampi di oltre il 50%, taglio drastico alle fasi di correzione\u201d.<\/p>\n
\nIl punto di partenza \u00e8 in realt\u00e0 piuttosto semplice: il passato del lavoro dei costruttori di matrici era costituito dagli archivi cartacei e dalle conoscenze individuali dei fabbricanti di stampi, degli estrusori e degli utilizzatori finali che offrivano gli elementi di base per dare un\u2019idea della fattibilit\u00e0 di un certo tipo di stampo. Prima dell\u2019introduzione dei codici degli elementi finiti, la progettazione delle matrici per estrusione era in effetti pi\u00f9 una questione di arte ed esperienza che di ingegneria; tuttora molti costruttori di matrici utilizzano l\u2019esperienza storica maturata nel tempo per progettare lo stampo partendo in modo acritico dalla richiesta dell\u2019estrusore. In altre parole era l\u2019esperienza tramandata a definire se una determinata sezione potesse essere estrusa dai propri clienti e con quali margini di garanzia. Ed \u00e8 ugualmente un fatto noto che molti estrusori sino ad anni recenti sono stati costretti a ordinare uno o pi\u00f9 stampi e a compiere diversi test solo per capire se una nuova sezione complessa potesse essere fornita o no all\u2019utente finale e a quali costi di produzione. Ovviamente, questi approcci possono essere un forte limite agli sviluppi di nuove sezioni di estrusi; \u00e8 infatti facile garantire qualcosa che ha funzionato in passato, mentre senza l\u2019ingegneria pu\u00f2 essere estremamente costoso e dispendioso in termini di tempo e denaro andare oltre e cercare sperimentalmente in vivo i limiti dei materiali e del processo. Oggi si pu\u00f2 fare riferimento ad archivi digitali contenenti tutti i dati, dalle caratteristiche di deformabilit\u00e0 a caldo della lega alle temperature e alle modalit\u00e0 di flusso del materiale nel corso dell\u2019estrusione, ai pesi dei profilati, conoscenze che opportunamente elaborate permettono di avere a priori esattamente la fattibilit\u00e0 pratica, la produttivit\u00e0 e il costo di produzione di ogni determinato profilo. Detto cos\u00ec sembra facile, in realt\u00e0 \u00e8 un percorso complesso che nel mio caso \u00e8 partito dagli studi condotti in Universit\u00e0, a Bologna e al Politecnico delle Marche, nel gruppo del professor Luca Tomesani, con ricerche sui comportamenti alla torsione a caldo delle diverse leghe di alluminio. Con oltre dieci anni di lavoro, con la costante collaborazione con l\u2019Universit\u00e0 e l\u2019aiuto concreto delle istituzioni come la Provincia Autonoma di Trento, abbiamo potuto mettere insieme dei buoni strumenti di calcolo che ci consentono oggi di fare un\u2019ottima simulazione per ogni singolo profilato.<\/p>\n
\nL\u2019analisi a elementi finiti FEA \u00e8 la chiave della simulazione numerica, integrata dalla conoscenza totale delle variabili del processo di estrusione. Poco pi\u00f9 di un decennio fa si \u00e8 compreso che la chiave di volta per soddisfare le esigenze future degli utilizzatori di estrusi era quella di integrare gli uffici di progettazione con una tecnologia in grado di assistere i back office nella fase di fattibilit\u00e0. Soddisfare un cliente per Almax Mori significa poter dire \u201cs\u00ec, possiamo produrre una matrice in grado di estrudere una sezione cos\u00ec com\u2019\u00e8 indicata dai vostri disegni\u201d, e per raggiungere questo obiettivo abbiamo introdotto l\u2019analisi degli elementi finiti (FEA). L\u2019attuale stato dell\u2019arte delle simulazioni numeriche applicate al processo di estrusione \u00e8 definito da una conferenza di benchmarking in diverse passate edizioni [1,2]. Di conseguenza, \u00e8 stato riscontrato un aumento generalmente significativo dell\u2019accuratezza dei codici nella previsione del carico di processo, del flusso di materiali, delle mappe di pressione e di temperatura. Il nostro ufficio tecnico di Mori ha partecipato pi\u00f9 volte all\u2019Extrusion Benchmark, la FEA \u00e8 nel nostro DNA.
\n\u00c8 stato sempre una pratica normale per le aziende di estrusione chiedere il supporto dei produttori di matrici nella fase di fattibilit\u00e0, specialmente nei casi di sezioni complesse. Prima della definizione dei codici FEM sono state utilizzate solo formule empiriche basate sull\u2019esperienza per valutare la fattibilit\u00e0 dei dettagli delle matrici, mentre oggi stiamo utilizzando l\u2019analisi dello stress FE basata su un modello elastoplastico.<\/p>\n
\nE\u2019 cos\u00ec, con questo nuovo approccio ci \u00e8 stato possibile di raggiungere nuovi limiti senza correre rischi alla pressa, eliminando gli oneri di costosi rifacimenti di matrici.
\nNei prossimi anni la crescita della domanda di estrusi sar\u00e0 legata in maniera significativa alla domanda dell\u2019automotive. Oggi automotive e High-Speed Rail significano leggerezza al fine di richiedere meno energia per funzionare e leggerezza significa estrusione di sezioni pi\u00f9 larghe e pi\u00f9 sottili. Al fine di fornire progetti ferroviari recenti, quasi tutti gli attori europei hanno aggiornato le loro grandi presse per superare la mancanza di pressione specifica necessaria per estrudere le sezioni richieste. Forza moltiplicata per lo spostamento \u00e8 uguale al lavoro; l\u2019attrezzatura per estrusione deve essere adeguatamente riprogettata per resistere alla maggiore pressione richiesta per estrudere sezioni pi\u00f9 larghe e pi\u00f9 leggere. Nel rispetto di questa sfida il nostro ufficio tecnico di Mori si \u00e8 organizzato per fornire agli estrusori dati chiari e precisi sull\u2019estrudibilit\u00e0 delle nuove sezioni per la realizzazione di pareti laterali, tetti e pavimenti per vagoni ferroviari. Per avere successo abbiamo commissionato diverse prove di torsione a centri di ricerca italiani per avere un\u2019equazione costitutiva appropriata per ogni lega di alluminio in uso [3]. Questa \u00e8 probabilmente la cosa pi\u00f9 importante che distingue una simulazione di estrusione di successo da un\u2019altra, in quanto se non riusciamo a stimare correttamente la pressione specifica richiesta all\u2019asta pressante per spingere una billetta attraverso la matrice, tutti gli altri parametri come la temperatura e la pressione hanno in realt\u00e0 pochissimo valore. La seconda cosa importante \u00e8 la conoscenza dei parametri di processo in uso alla pressa, meno ipotesi si fanno meglio \u00e8 in termini di precisione di previsione quando si lavora con codici agli elementi finiti, per questo motivo a fare la differenza \u00e8 la collaborazione tra l\u2019ingegnere di processo dell\u2019azienda di estrusione e l\u2019ingegnere FEM del produttore di matrici.
\nData una sezione richiesta, il nostro team di simulazione pu\u00f2 capire non solo se il flusso di alluminio sar\u00e0 bilanciato, ma anche se lo spessore delle pareti interne rispetter\u00e0 la tolleranza dimensionale. La conoscenza preventiva di questi dati \u00e8 assolutamente essenziale specialmente quando la matrice sia destinata oltremare, perch\u00e9 in questo modo non \u00e8 pi\u00f9 necessario il ritiro dello stampo per eventuali modifiche. La forza innovativa e dirompente di questo approccio sta appunto nel fatto che per profili molto complessi \u00e8 possibile prevedere se le tolleranze richieste dall\u2019utente finale possono essere raggiunte o no durante l\u2019estrusione; i profili che ieri venivano rifiutati possono essere oggi accettati dagli estrusori sulla base dei dati ottenuti con l\u2019ingegneria della matrice, e questa \u00e8 una grande rivoluzione per l\u2019intero settore dell\u2019estrusione. E non \u00e8 tutto: una volta noto il valore dello scarto tecnologico della linea di estrusione, il nostro ufficio tecnico pu\u00f2 fornire anche l\u2019indicazione della lunghezza della billetta necessaria per fornire una certa lunghezza della sezione e verificare se la capacit\u00e0 della pressa \u00e8 appropriata per superare quella specifica lunghezza della billetta; infatti, grazie a un preciso calcolo della scattivazione, possiamo stimare il fattore di recupero con sufficiente precisione per dare piena garanzia della matrice anche dal punto di vista dei quantitativi di estrusione (Figura 1). Gli eccezionali risultati raggiunti oggi sono il frutto di un lavoro svolto in dieci anni di miglioramento continuo; ecco perch\u00e9 il 10% delle ore di lavoro dei nostri ingegneri \u00e8 dedicato alle attivit\u00e0 di ricerca e sviluppo e fornisce feedback alle aziende di software con i dati appropriati necessari per migliorare le prestazioni del codice, la precisione dei risultati e, ultimo ma non meno importante, lo sviluppo di nuovi strumenti. Nel 2018 ci siamo impegnati a convalidare il nostro codice FEM per la stima dello scarto di coda, spingendo ogni giorno la software house ad implementare i migliori modelli analitici disponibili in letteratura per la stima delle variazioni di granulometria dovute alla ricristallizzazione dinamica.<\/p>\n
\nUn\u2019ottima domanda. Tutto si basa su un requisito semplice ma imprescindibile; la tecnologia che ho spiegato sopra \u00e8 efficace solo nel momento in cui si \u00e8 in grado di produrre una matrice fedele al modello studiato agli elementi finiti. A Mori abbiamo eliminato le operazioni intermedie e inserito i centri di fresatura a cinque assi (Figure 2 e 3). In questo modo siamo sicuri che la matrice \u00e8 esattamente come \u00e8 stata modellata e simulata al computer. Ecco che il risultato in pressa \u00e8 fedele a quanto previsto al computer. Pu\u00f2 credermi se le dico che la concorrenza non \u00e8 sempre in grado di garantire questi standard in quanto lavora ancora molto con la sliffatura manuale (manual grinding).<\/p>\n
\nSenza dubbio come sistema abbiamo l\u2019opportunit\u00e0 di emergere, mettendo a frutto la straordinaria esperienza pregressa dell\u2019estrusione italiana negli ultimi decenni. Per concludere sui dati di rilevanza tecnica che ho cercato di introdurre nel modo pi\u00f9 divulgativo possibile, la realt\u00e0 \u00e8 che l\u2019approccio ingegneristico alla fattibilit\u00e0 dei profilati estrusi di alluminio sta mandando nel dimenticatoio le pratiche pi\u00f9 comuni; ed \u00e8 importante sottolineare che in questo nuovo approccio il produttore di matrici \u00e8 direttamente coinvolto non tanto e non solo in fase di messa in servizio, ma principalmente nella fase di progettazione della sezione in alluminio da estrudere. Oggi chi estrude pu\u00f2 sapere se un profilo pu\u00f2 essere estruso con una data matrice e anche valutare con precisione con quale scarto totale pu\u00f2 essere prodotto prima che la matrice sia stata ordinata, e ci\u00f2 sta dando un grande vantaggio all\u2019intera filiera riducendo significativamente i costi di trasformazione e il time to market. Scegliendo il nuovo approccio proposto da Almax, gli estrusori non hanno sorprese in termini di redditivit\u00e0, una volta che sono stati firmati contratti di fornitura a lungo termine, poich\u00e9 il fattore di recupero pu\u00f2 essere stimato con un buon livello di accuratezza nella fase di fattibilit\u00e0. Lavorare in questo modo significa ridurre il divario tra i costi di produzione stimati e i costi di produzione effettivi, mettendosi in vantaggio competitivo con la concorrenza in un mercato in significativa espansione per gli estrusi di alluminio come quello dell\u2019automotive, sempre pi\u00f9 esigente. \u00c8 implicito sulla base di quanto detto finora che anche con questo nuovo approccio gli estrusori dovranno ancora occuparsi con grande attenzione delle operazioni a valle per fornire la sezione di alluminio con i requisiti richiesti; in altre parole, l\u2019uscita dalla pressa, la tempra con qualsivoglia tipo e dispositivo di raffreddamento, le movimentazioni dei profilati, i cicli e le modalit\u00e0 di invecchiamento, tutto questo ha una grande influenza sulle performance di una linea di estrusione, indipendentemente dal fatto che la costruzione della matrice sia stata effettuata allo stato dell\u2019arte. In conclusione, la via innovativa proposta da Almax contribuir\u00e0 senz\u2019altro in modo significativo ad allargare il gi\u00e0 vasto orizzonte di impiego degli estrusi di alluminio, una classe di prodotti che rappresenta una tipologia unica di semilavorati capaci di offrire soluzioni creative ai progettisti in ogni campo di impiego. E\u2019 chiaro che il successo dopo oltre dieci anni di studi, ricerche, sperimentazioni da noi condotte \u00e8 in buona parte merito dei nostri clienti che ci hanno dato fiducia in questo approccio innovativo all\u2019ingegneria delle matrici, e che hanno creduto che \u201czero correzioni della matrice\u201d potesse essere un traguardo raggiungibile per un grande rilancio dell\u2019estrusione dell\u2019alluminio, e non solo un\u2019ipotesi teorica e fantasiosa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"