Ingegnerizzazione e ottimizzazione del flusso di produzione di un componente per impianti a gas nel settore automotive

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RELAZIONE PER IL CONSEGUIMENTO DELLA LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA GESTIONALE

Ingegnerizzazione e Ottimizzazione del Flusso di

Produzione di un componente per impianti a gas nel

settore automotive

SINTESI

RELATORI IL CANDIDATO

Prof. Ing. Gino DIni Ivan Latella

Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale (DICI) [email protected]

Tutor aziendali: Daniele Agnesi, Matteo Razzauti Ditta: Hallite Italia S.r.l

Sessione di Laurea del 22/02/2017 Anno Accademico 2015/2016 Consultazione NON consentita

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Ingegnerizzazione e Ottimizzazione del Flusso di Produzione di un componente per impianti a gas nel settore automotive

Ivan Latella

Sommario

Questo lavoro di tesi, generato dal tirocinio effettuato presso l’azienda manifatturiera Hallite

Italia S.r.l, è stato redatto in concomitanza della fase di prototipazione avanzata di una

guarnizione speciale per riduttore di pressione di impianto a gas per motori Volkswagen ed ha avuto l’obiettivo di ingegnerizzare il processo di produzione migliorandone le performance in termini di efficacia ed efficienza. Dopo una fase iniziale di raccolta dati sul prodotto attraverso la realizzazione di lotti produttivi di prototipazione, sui requisiti/specifiche del cliente e analisi del processo produttivo AS – IS, sono stati condotti studi volti al miglioramento delle performance di prodotto, di processo e di sistema, giungendo alla definizione del processo TO – BE avendo avuto oltretutto la possibilità di verificare tali miglioramenti in termini qualitativi e quantitativi in fasi di realizzazione di successivi lotti di produzione, secondo le richieste del cliente. Altresì, sono state proposte nuove soluzioni di ottimizzazione sia in ottica immediata di avviamento in produzione sia futura per utilizzo di nuove tecnologie.

Abstract

This thesis work, born by the internship realized in the manufacturing enterprise Hallite Italia

S.r.l, it was composed during the advanced prototyping phase of a special rod seal to be

installed in the pressure adaptor utilized for Volkswagen motors and the object was that of a process flow engineering with improvement of efficacy and efficiency. After an initial phase on product data collecting trough the prototyping batch realization, on customer requirements and AS - IS production process analysis, studies are conducted on product/process/system performance improvement, achieving the TO – BE process definition. This is also proved by following batch realization in qualitative and quantitative terms, according to customer orders. Moreover, new optimization solution are proposed both in an immediate instant of serial production launch and in a future instant for utilization of new technologies.

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1. Introduzione

Il lavoro di tirocinio è stato effettuato a Guasticce (LI) presso l’azienda Hallite Italia S.r.l, filiale appartenente alla Corporate Hallite Seals International, produttore mondiale nel settore dei polimeri rinforzati. Hallite Seals International è un importante riferimento del panorama internazionale nella produzione di sistemi di tenuta con una vasta gamma di profili e misure per applicazioni dinamiche e statiche su stelo e pistone: una vasta selezione di materiali incluso PTFE Poliuretano (AU), gomma nitrilica (NBR) e Fluoro-Elastomeri (FKM) le consentono di soddisfare qualsiasi tipo di esigenza del cliente.

Hallite Italia realizza elementi di tenuta di una moltitudine di materiali oltre alle categorie appena menzionate. All’interno dello stabilimento sono presenti diversi macchinari:

- 3 torni CNC, ognuno dei quali lavora su diametri diversi; - Buratto, per il processo di burattatura;

- Pressa manuale e una puntatrice; - Strumenti di misura .

Per quanto riguarda la modalità di risposta al cliente, Hallite Italia lavora su commessa e la tipologia di produzione avviene per lotti: si tratta nella maggior parte dei casi di clienti storici oppure coi quali, comunque, esistono dei rapporti di collaborazione sin dalle fasi di

progettazione tali da attuare un concurrent engineering.

Per quanto riguarda, invece, il lato fornitori esistono alcuni partner “fidati” sia italiani sia interni (appartenenti al gruppo Hallite) relativamente a materie prime ritenute più critiche rispetto ad altre (ad esempio il particolare tipo di PTFE della tenuta oggetto del mio lavoro) mentre per altre materie prime, essenzialmente costituite da bilette di varie dimensioni in base al prodotto da realizzare, ormai Hallite attinge da un po’ di tempo dalla Cina.

La distribuzione è effettuata grazie a contratti stabiliti con corrieri specializzati e altresì fidelizzati i quali, anche ormai del tutto in autonomia, procedono nelle operazioni di carico dei pallets da spedire.

2. Motivazioni e scopo del lavoro di tesi

Il progetto formativo è inserito in un contesto di progettazione del flusso di produzione di un prodotto nuovo per Hallite Italia e critico per il cliente. Il cliente, leader nella realizzazione di impianti a gas, richiede la fornitura di serie di una particolar guarnizione che andrà installata

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presso lo stelo (quindi tenuta statica) situato nel riduttore di pressione di un impianto a gas: le caratteristiche suggeriscono perciò un rapporto di progettazione congiunta sia del prodotto sia del processo. Hallite Italia si trova in una situazione in cui deve ottimizzare le risorse a

disposizione e quelle approvvigionabili nel brevissimo termine al nuovo flusso di produzione per la realizzazione di un prodotto complesso rispetto al know how interno.

L’obiettivo del tirocinio, perciò, si configura in: - Analisi flusso AS-IS;

- Individuazione punti critici e loro cause;

- Azioni correttive e proposte di azioni migliorative.

3. Descrizione del prodotto oggetto del lavoro di tesi

Si tratta di una particolare tipologia di guarnizione composta da un corpo principale in PTFE rinforzato ed una molla circolare con sezione a V inserita nella cava del corpo stesso, come si vede in Figura 1

IVAN LATELLA ₄ Figura 2: Sezione guarnizione

In tale Figura 2 è, invece, visibile la particolare sezione che la guarnizione presenta: 1) Jacket: realizzato in PTFE (Politetrafluoroetilene) Modificato con caratteristiche

migliorate di tenuta ed elasticità rispetto al PTFE vergine. Il profilo del labbro di tenuta esterno presenta un’altezza leggermente maggiorata rispetto a quello interno per migliorare la stabilità all’interno della cava. Il profilo del labbro interno, invece, presenta una forma che massimizza la tenuta senza incidere significativamente sull’attrito.

2) Molla: singola tipo a V in acciaio AISI 301

- In Figura 3 è rappresentata la molla nella sua configurazione antecedente all’installazione nel jacket, quindi la forma nella quale viene approvvigionata.

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3) Labbro interno S “Speciale”: il profilo del labbro è stato modificato con l’aggiunta di un ampio smusso sul lato opposto alla pressione per agevolare il montaggio dello stelo.

In Figura 4 è riportato il disegno controllo redatto in base alle specifiche dimensionali fornite dal cliente. Le specifiche corrispondono ai parametri dimensionali caratteristici per una guarnizione, vale a dire:

- Altezza (3,75 ± 0,10 mm) - Sezione (3,32 ± 0,20 mm)

- Diametro interno (5,67 ± 0,20 mm) Internamente è visibile anche la molla.

Figura 4: Disegno di controllo guarnizione

IVAN LATELLA ₆ Figura 5: Riduttore di pressione

In Figura 5 è rappresentata la sede del riduttore del cliente presso la quale la guarnizione Hallite deve esser montata. La guarnizione ha l’importante scopo di impedire la perdita di liquido che si forma dalla compressione - attuata dal pistone visibile in figura - (a circa 260 bar) del gas in entrata proveniente dal serbatoio, che inviando l’alimentazione al motore, potrebbe fuoriuscire costituendo fonte di pericolo.

4. Attività svolte

Le attività effettuate durante il tirocinio son state: - Analisi AS – IS del flusso di produzione

o Tornitura jacket o Burattatura jacket

o Installazione molle nel jacket o Validazione finale

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- Individuazione criticità

o Rilevazione non conformità di prodotto durante realizzazione dei lotti di produzione;

o Identificazione comportamenti sulla variabilità della capacità del processo di tornitura;

o Identificazione delle procedure per controllo di processo mancanti e/o da modificare;

- Individuazione delle cause o Root cause analysis - Azioni correttive

o Progettazione ed implemetazione processi TO – BE per tornitura e installazione molle;

o Redazione/modifica procedure per controllo di processo; - Azioni migliorative

o Progettazione strumenti per taglio sezione della guarnizione; o Progettazione cassetta storage jacket;

o Studio di fattibilità per investimenti futuri di maggior automazione del processo di installazione molle;

o Studi sul trattamento criogenico.

5. Processo AS-IS

In Figura 6 viene rappresentato il diagramma del flusso di produzione AS - IS. Le fasi principali sono:

- Ricezione materie prime

o Controllo in ingresso documentazione molle;

o Controllo in ingresso bare PTFE (documentazione e caratteristiche dimansionali/meccaniche);

- Set-up tornitura jacket - Tornitura jacket

o Controllo start-up (verifica delle specifiche a regime per 4 pezzi consecutuvi); o Avvio produzione di serie;

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o Finitura superficiale per rimozione di difetti attraverso elementi abrasivi, - Installazione molle nel jacket

o Pressa manuale e utilizzo di due supporti per stabilizzazione jacket e installazione;

- Validazione

o Controllo Cp e Cpk fissati dal cliente a 1,33 come valori minimi; - Controllo esterno a 100% dei prodotti finiti presso società specializzata

Tutti i controlli interni avvengono attraverso metodi manuali (visivo, a calibro, strumenti appositi).

IVAN LATELLA ₉ Figura 6: Diagramma di flusso AS - IS

6. Individuazione criticità

Il lotto di produzione analizzato è stato di 450 pezzi realizzati a partire da 4 barre di PTFE distinte. Per questo lotto son state utilizzate le procedure AS IS. Le criticità individuate sono relative a :

- Difetti superficiali nel jacket

RICEZIONE MATERIA PRIMA CONTROLLO MATERIA PRIMA SEGREGAZIONE IN AREA DI QUARANTENA RESO A FORNITORE SETUP MACCHINA E TORNITURA CONTROLLO STARTUP PRODUZIONE SETUP PARAMETRI DI LAVORAZIONE AVVIO PRODUZIONE DI SERIE BURATTATURA CONTROLLO FINITURA INSTALLAZIONE MOLLE VALIDAZIONE SEGREGAZIONE IN AREA QUARANTENA ANALISI TIPOLOGIA DI SCARTO DISTRUZIONE LOTTO NON CONFORME CONTROLLO 100% CONTROLLO VISIVO 100% DISTRUZIONE PARTI NON CONFORMI PACKING E STOCCAGGIO SPEDIZIONE NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC

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o Si tratta di filamenti di materiale riscontrati su diverse superfici della guarnizione, rilevati post-burattatura;

- Non centraggio della distribuzione gaussiana ottenuta sulle rilevazioni della specifica dimensionale “altezza” come si vede in Figura 7 dallo studio degli indici Cp e Cpk per la capacità del processo.

Bava labbro interno (BLI)

Bava sul taglio (BLT)

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.

Figura 7: Studio statistico altezza guarnizione nella pre-serie

- Distribuzione dei difetti esponenziale rispetto all’aumento del numero di barre lavorate (come si vede in Figura 8);

IVAN LATELLA ₁₂ Figura 8: Distribuzione NC

- Problema “doppia molla”

o Possibilità di prelevamento (che avviene manualmente) e quindi di conseguente installazione di due molle attaccate all’interno della cava del jacket.

7. Individuazione delle cause

L’analisi dei difetti è stata effettuata servendosi della root cause analysis e quindi lo schema delle 5M inFigura 9, così da individuare dove e in che modo ogni punto dello schema contribuisce alla formazione delle criticità. Il problema “doppia molla” è stato riscontrato successivamente a tale analisi perciò non rientra in tale studio.

L’obiettivo è stato, inoltre, individuare correlazioni tra i difetti riscontrati e l’andamento esponenziale all’aumentare delle barre lavorate (esposto in Figura 8).

Figura 9: Ishikawa diagram

2 4 12 74 4 7 30 63 0 0 0 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 N ° NC N° barra BLI BLT Scalino

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In Tabella 1 sono riassunte le cause di NC riscontrate e le relative azioni correttive implementate.

Cause di non conformità Azioni correttive

Vibrazioni aleatorie

- Sarebbe, però, trasversale rispetto all’andamento del numero delle NC riscontrato

Implementare un riduttore per la zona d’interfaccia vuota tra spingi-barra e TCN32 poiché può esser fonte di generazione di vibrazioni nella zona di asportazione di truciolo;

Usura di porzioni particolari degli utensili - Utensile speciale per realizzazione cava

della molla

- Utensile per taglio della guarnizione dalla barra da cui è ricavata

Confrontare il profilo degli utensili vecchi su citati con i corrispondenti nuovi

all’aumentare delle barre lavorate

- Avere una stima migliore sul labbro di usura degli utensili e quindi su quando deve esser effettuata la sostituzione

- Sostituzione lama da taglio con utensile troncatore

- Rotazione utensile speciale per molla di 180° (notifica al fornitore per modifica bussola di supporto utensile)

Innalzamento temperatura di funzionamento - Difficoltà rottura truciolo, maggior

deformabilità (già a 140°C)

o Formazione di agglomerati di trucioli in corrispondenza di zone critiche di lavorazione durante la tornitura.

Prevedere presidio del processo di tornitura per evitare formazione d’agglomerati di trucioli

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8. Processo TO-BE

Nella definizione del processo TO -BE, le modifiche principali hanno riguardato i processi di tornitura ed installazione molle, essendo i processi a maggior valore aggiunto.

8.1. Tornitura

Come individuato al par. 7, nel processo di tornitura son stati effettuati i cambiamenti menzionati inerenti agli utensili imputati alle operazioni di tornitura in corrispondenza delle quali erano stati rilevati i difetti, vale a dire utensile per cava molla e utensile da taglio. Son state altresì effettuate valutazioni economiche per valutare l’entità del presidio da effettuare: i risultati evidenziano delle differenze trascurabili a livello di costi, ma la decisione è stata quella di inserire dei controlli di start-up intermedi durante la tornitura così che l’operatore CNC effettui verifiche sia a livello dimensionale sia di difettosità. Tali controlli, considerata la durata stimata di tutto il processo di tornitura per la realizzaizone di 500pz pari ad un turno lavorativo (4h) basta attuare tre controlli visivi intermedi, uno per ogni ora.

Dal punto di vista del controllo di processo, sono stati redatti i documenti relativi a: - Istruzione operativa per

o set-up tornitura (alla macchina ottica) o controllo start-up

o verifica rompi-lotto

o tenuta sotto controllo usura utensile speciale per cava molla

 foglio raccolta dati per conteggio pezzi prodotti (fissato a 300)

o rilevazione non conformità da consegnare al fornitore che effettua il controllo 100%.

8.2. Installazione molle

Con l’obiettivo di ottenere maggior automazione relativamente al processo di installazione molle è stato realizzato in primis uno studio di fattibilità per adattare la puntatrice (saldatrice a punti), inutilizzata in alcun processo produttivo, a tale scopo. Valutata positiva la fattibilità, son stati progettati due punzoni, uno superiore ed uno inferiore, prendendo spunto dalle caratteristiche dei supporti già esistenti allo stato AS-IS e dagli elettrodi di saldatura. Il risultato è rappresentato in Figura 10.

IVAN LATELLA ₁₅ Figura 10: Punzoni installazione molle e posizionamento componenti sul punzone inferiore

Il punzone superiore presenta un “dente” speculare alla cava della molla così che il contatto, durante l’installazione, avvenga soltanto tra dente e gola della cava e quindi senza interferire su eventuali altre compressioni potenziali del corpo della guarnizione durante tale operazione. Le due “pareti” sul punzone inferiore hanno il compito di guida e centraggio.

Anche questo processo ha originato documenti istruzioni operative, relative sia alla sequenza di operazioni per l’effettuazione del processo stesso sia pertenere sotto controllo lo stato dei punzoni, vista soprattuta la criticità dovuta all’importanza del dente del punzone superiore rispetto alle sue dimensioni esigue.

Relativamente al problema della “doppia molla”, rilevato durante un audit di processo, dopo lo studio di diverse soluzioni, la decisione è ricaduta sulla soluzione “penna magnetica”. Si tratta di una semplice asta dotata di un componente ferromagnetico all’estremità. tale penna, inoltre, deve esser dotata di un azionamento, del tutto simile a quello di una penna a scatto, in modo da consentire il rilascio della molla una volta posizionata in corrispondenza del jacket. La criticità di tal soluzione è data dal fatto che risulta di difficile calcolo l’esatto valore di campo magnetico di un componente così piccolo e leggero come la molla (pesa soltanto 8 centigrammi). Inoltre, la proprietà magnetica potrebbe esser soltanto causa di eventuali contaminazioni aleatorie del materiale della molla o comunque di difetti marginali che non influenzano la conformità della molla.

Il collaudo di tale soluzione ha auto comunque esito positivo, ha auto influenza economica praticamente nulla ed ha permesso di ridurre leggermente alcuni tempi di movimentazione durante l’installazione delle molle.

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8.3. Documenti di processo

Di seguito vengono ripor tati i principali documenti relativi al flusso di produzione.

Figura 11: Diagramma di flusso TO - BE

DIAGRAMMA DI FLUSSO OPERATIVO DI PRODUZIONE

RICEZIONE MATERIE PRIME SEGREGAZIONE IN AREA DI QUARANTENA CONTROLLO MATERIE PRIME RESO A FORNITORE NC NC SET-UP MACCHINA DA TORNITURA CONTROLLO START-UP DI PRODUZIONE RISETTAGGIO PARAMETRI DI LAVORAZIONE NC NC AVVIO PRODUZIONE DI SERIE VERIFICA ROMPI-LOTTO SETTAGGIO PARAMETRI BURATTO BURATTATURA CONTROLLO ESTERNO 100% SMALTIMENTO SCARTI NC NC INSTALLAZIONE MOLLE PACKAGING E STOCCAGGIO SPEDIZIONE SEGREGAZIONE IN AREA DI QUARANTENA NC NC VALIDAZIONE ANALISI NON CONFORMITA' CONTROLLO 100% SEGREGAZIONE IN AREA DI QUARANTENA NC NC ANALISI NON CONFORMITA' CONTROLLO 100% SMALTIMENTO LOTTO NC NC CONTROLLO VISIVO DI PRODUZIONE NC NC INTERRUZIONE LAVORAZIONE E PULIZIA NC NC

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In Figura 11 è rappresentato il flusso TO – BE:le principali modifiche sono da imputare a: - Maggior numero di controlli di processo;

- Controllo esterno al 100% posizionato precedentemente all’installazione molle così da non scartare anche le molle stesse;

- Azioni di follow up definite nei rami di NC, anche se alcuni casi ancora sono a discrezione del resposabile qualità in questa fase di prototipazione e quindi controlli ora a 100% e non a campionamento.

Operation descriptio n

Control object

Method Sample/frequency Fault cause RPN (S/O/D) Controllo barre in ingresso FINITURA SUPERFICIALE: ASSENZA DIFETTOSITA' DIAMETRO ESTERNO Ø14,5mm CONTROLLO DUREZZA CONTROLLO DENSITA' ISPEZIONE VISIVA CALIBRO DIGITALE CENTESIMAL E DUROMETRO MANUALE ShD DENSIMETRO 100% 20% 20% 20% Materia prima in ingresso errata: caratteristiche del materiale Materia prima in ingresso non conforme: presenza di inclusioni/bolle d'aria nelle barre Materia prima in ingresso non conforme: dimensioni non corrette 24 (8/3/1) 48 (8/3/2) 24 (8/3/1) Controllo molle in ingresso VERIFICA DOCUMENTAZIONE MOLLE

VISIVO 100% Materia prima in

ingresso errata (7/2/8)112 Set-up tornitura FINITURA SUPERFICIALE: ASSENZA DI DIFETTOSITA' VERIFICA ANDAMENTO DEL PROFILO ESTERNO E INTERNO: SOVRAPPOSIZIONE CON PROFILO NOMINALE BENESTARE START-UP PRODUZIONE VISIVO MACCHINA OTTICA VISIVO 100% 100% 100% Tool di lavorazione sbagliato/i Tool di lavorazione usurato/i Errore setup macchina: serraggio utensili insufficiente Errore setup macchina: errore carico programma Errore setup macchina: posizionamento utensili errato Errore setup macchina: errore carico materia prima

24 (8/3/1) 21 (7/1/3) 12 (6/1/2) 6 (6/1/1) 24 (8/3/1) 6 (6/1/1) Start-up produzione DIAMETRO ESTERNO SEZIONE 3,32mm SPESSORE 3,75mm CALIBRO DIGITALE CENTESIMALE (4) 100% (4) 100% (4) 100% - - Controllo di produzione PRESENZA DI ACCUMULI DI TRUCIOLO

VISIVO 100% Dimensioni fuori

tolleranza 8/3/2)48

Set-up installazion

e molle

VERIFICA

CENTRAGGIO TOOL VISIVO 100%

Errore setup macchina: serraggio tool insufficiente Errore setup macchina: posizionamento di due molle 2 (2/1/1) 84 (7/2/6)

IVAN LATELLA ₁₈ Tabella 2: Control Plan + PFMECA

In Tabella 2 son, invece, riassunte in unica tabella le principali modifiche attuate al Control Plan e alla PFMECA. Tali modifiche sono inerenti a:

- Errore posizionamento utensili

o Accaduto per l’utensile speciale per cava jacket, provocando sia le NC “scalino” sia asportazioni del labbro interno: grazie all’AC apportata si è ridotto il RPN sotto la soglia (fissata a 125 dal cliente);

- Verifica centraggio tool (punzoni) della puntatrice

o Si attua una prova a vuoto per allineare i centri dei punzoni grazie alle guide degli stessi;

- Controllo di produzione

o Presidio durante la tornitura per intervenire sugli accumuli di truciolo; Considerazioni:

- È stato ridotto l’intervallo di tolleranza di sezione e diametro interno del jacket da 0,20 mm a 0,10;

- Rimane ancora non ben definito il processo di controllo in ingresso delle molle. Pur essendo un fornitore interno al gruppo, la sola verifica della documentazione può esser un’arma a doppio taglio.

9. Azioni di miglioramento

Si tratta di effettuazione di studi di fattibilità e in alcuni di vera progettazione di soluzioni da implementare sul medio – lungo periodo, nell’ottica di maggior automazione del flusso di produzione e quindi di sviluppo di produzioni di serie di quantità ordinate almeno un ordine di grandezza maggiori.

9.1. Punzoni per taglio guarnizione

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In Figura 12 è rappresentato il disegno assonometrico di un attrezzo utilizzabile per il taglio della sezione della guarnizione necessaria per la rilevazione del profilo alla macchina ottica durante l’operazione di set-up tornitura. Alla situazione AS-IS, tale taglio avviene

manualmente attraverso un attrezzo artigianale dotato di due lame distanti 1mm per rilevare la sezione. Il nuovo strumento è formato dai seguenti componenti:

- Punzone inferiore (il primo da sinistra) dotato di una guida, una fessura nella parte mediana e un foro cieco al centro per inserire il jacket;

- Semipunzone superiore (il secondo da sinistra) formato da una superficie entro la quale incastrare manualmente la lama (rappresentata a destra) e da un profilo esterno per l’estrazione del punzone stesso dopo il taglio.

Posizionando due semipunzoni in modo simmetrico si ottiene una configurazione per la quale sono presenti due lame distanziate 0,6mm all’interno della fessura che si forma visibile in figura (seconda da destra).

Inserendo fino a fine corsa i due semipunzoni, le due lame sono posizionate in modo tale da entrare nella fessura del punzone inferiore, tagliare il jacket ottendo la sezione ed estraendola sollevando i due semipunzoni.

In tal modo, il taglio della sezione non viene influenzato dalla sensibilità dell’operatore che lo effettua ed inoltre evita la formazione di qualsiasi deformazioni e/o bave che invece si

formano allo stato AS-IS, rendendo quindi di difficile attribuzione l’eventuale non conformità del profilo del jacket quando deve esser rilevato alla macchina ottica durante il set-up

tornitura.

9.2. Cassetta storage prodotti

La necessità, non immediata, di una nuova cassetta per lo storage dei jacket in uscita dal processo di tornitura nasce dall’esigenza di evitare la formazione di macchie sulla superficie del prodotto rilevate, seppur in minima parte, durante l’analisi delle NC descritta al par. 6 e dovute alle diverse produzioni che si alternano sullo stesso tornio (vengono realizzati anche prodotti in PTFE bronzo).

La nuova cassetta deve presentare i seguenti requisiti:

- Prevedere convogliatore meno ingombrante possibile, di forma idonea per permettere l’accesso e il non danneggiamento dei jacket;

- Stabilità cassetta senza comprometterne la riduzione ingombri;

- Cassetta utilizzabile per tutte e tre le produzioni attuate con la TCN32 (diametri fino a 32mm).

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- Realizzazione interna (materiali e utensili); In Figura 13 è rappresentata la cassetta allo stato AS-IS

Figura 13: Cassetta AS-IS

La cassetta TO-BE è stata realizzata in modo tale da convogliare i jacket in una zona sottostante al tornio e non in una postazione praticamente adiacente ai carri che si spostano durante le lavorazioni. In tal modo è stato progettato un sistema di convogliamento dei jacket che prevede l’utilizzo di un imbocco ancorato, attraverso un asta, ad una staffa vicina al mandrino (come da Figura 14): l’ingombro risulta notevolmente diminuito, come anche la possibilità di urti accidentali tra carri in movimento e cassetta AS-IS. Dall’imbocco, i jacket vengono trasportati, attraverso u semplicissimo tubo per esterni per edilizia, ad una zona sotostante al tornio a raccolti in una cassetta già presente.

Figura 14: Cassetta TO-BE

9.3. Strumenti di convogliamento molle

Con l’ obiettivo di aver un maggior livello di automazione del processo di installazione molle nella cava del jacket attraverso la puntatrice, è stato effettuato uno studio circa la fattibilità tecnica ed economica relativo alla possibilità sia di acquistare vibro-alimentatori sia di

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produrre internamente degli strumenti di asservimento della puntatrice coadiuvati da dispositivi automatici:

- Vibroalimentatori circolari - Trasportatori di minuteria lineari - Sistemi robotizzati

o Mini-robot a portale

o Attuatore lineare elettrico con cilindro elettrico

Si tratta di sistemi che, nonostante ancora la forte componente manuale nel processo, aumenterebbero la cadenza produttiva (circa 2,5-3 volte nel caso del robot a portale) e al contempo sarebbero flessibili nell’utilizzo in altre attività simili, abbattendo quindi gli investimenti seppur non di grossa entità (si parla di qualche migliaio di euro in tali casi). Nel tentativo di effettuare, inoltre, un’attività di identificazione e rintracciabilità delle

operazioni di installazione delle molle all’interno dei jackets è stato condotto uno studio sulla possibilità di prevedere sensori in grado sia di rilevare l’avvenuta installazione sia il conteggio progressivo.

Lo studio ha riguardato, nella fattispecie, le varie tipologie di sensori adatti alle specifiche da rispettare e la particolare configurazione che devono prevedere per effettuare le rilevazioni in modo conforme ed efficiente:

- Microinterruttori - Celle di carico

I micorinterruttori risulterebbero il sistema più efficiente a tal scopo in quanto il costo è praticamente nullo a confronto alle celle di carico. Per queste ultime, inoltre, si dovrebbe prevedere una modifica dei punzoni d’installazione molle.

9.4. Studi sul trattamento criogenico

Il trattamento criogenico è un trattamento termico al quale anche i materiali non ferrosi, come quello in questione, vengono sottoposti allo scopo di migliorare le caratteristiche

meccaniche/chimiche/tecnologiche. Tale trattamento prevede il sottoporre il materiale ad una temperatura di circa -190°C in ambiente di azoto liquido e generalmente avviene all’interno di celle frigorifere idonee allo scopo.

Tutti gli studi ricercati sul PTFE hanno riscontrato notevoli miglioramenti in termini di abbassamento coefficiente d’attrito e tasso d’usura. Ciò è dovuto principalmente alla riduzione fino ad annullamento delle tensioni interne del materiale, agendo quindi sulla struttra cristallografica, migliorando ingentemente la tenacità e durezza superficiale e quindi

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sulla deformabilità: ciò ha effetti positivi sulla capacità di asportazione del truciolo, garantendo perciò l’abbassamento dei difetti dovuto alla presenza di bave.

Considerando inoltre sia eventuali fornitori delle attrezzature/macchinari necessari sia

l’outsourcing di tale processo, l’investimento sia essere di entità che Hallite Italia si potrebbe permettere. Tale trattamento potrebbe quindi anche sostituire il processo di burattatura che, almeno a posterori, sembra dare un valore aggiunto minimo se non nullo.

10. Risultati raggiunti e sviluppi futuri.

L’esperienza di tale tirocinio ha sicuramente fornito valore aggiunto sia per quanto riguarda la mia personale formazione sia ad Hallite Italia stessa, fornendo sia idee concrete trasformatesi successivamente in processi ed attività effettivamente implementate sia risultati di studi e ricerche che hanno portato a dei decisioni fattibili secondo la vision e la mission aziendali ma che, al contempo, dipendono molto dal prosieguo della tipologia del rapporto tra Hallite e cliente.

I maggiori risultati concreti, che quindi hanno costituito fonte di completamento delle

principali attività del flusso di processo sono stati senz’altro i documenti di processo (Control Plan, PFMEA, istruzioni, procedure, flusso di processo) e la progettazione e successiva realizzazione di attrezzature di lavoro che hanno contribuito significativamente come valore aggiunto (tools installazione molle, tools taglio, cassetta storage prodotti finiti).