Una soluzione i4.0 per recinzioni, portoni e cancelli di design e alta durabilità di Famavi

VERNICIATURA INDUSTRIALE 650

È stata presentata in anteprima durante i P&E BILBAO COATING DAYS 2021 da Emilio Ferrando, Gianpiero Fontana e dalla squadra dell’impiantista di riferimento del mercato spagnolo, Cabycal, come una delle prime applicazioni di un sistema i4.0 per gestire e interconnettere una nuova linea di verniciatura a polvere all’architettura gestionale dell’azienda.

Famavi, grazie all’entusiasmo di Sergio Serrano Vicario, direttore generale dell’azienda di Burgos (Spagna), nota per la produzione di sistemi di chiusura, recinzioni metalliche, cancelli e accessori di alto valore formale e tecnico, da oltre un anno utilizza con successo tecnologie avanzate per proteggere e rifinire i suoi prodotti, sempre più richiesti da architetti e paesaggisti in Spagna e all’estero. Ci siamo recati presso la sede dell’azienda per vedere di persona la realizzazione di Cabycal e conoscere l’opinione di Sergio in merito.

«Famavi è stata fondata 45 anni fa come piccola ferramenta. Vent’anni dopo l’inizio dell’attività – racconta Sergio – ha iniziato la sua storia industriale, aggiungendo la produzione e la vendita, a livello nazionale e presto internazionale, di recinzioni metalliche, cancelli e accessori. Qualità, miglioramento continuo e innovazione sono i tre pilastri della nostra politica di crescita. La nuova linea di pretrattamento e verniciatura è un esempio di come mettiamo in pratica questa politica di miglioramento continuo della qualità del prodotto: applichiamo cicli diversi a seconda della destinazione dei nostri progetti, li personalizziamo in base alle esigenze dei nostri clienti o dei loro architetti, li produciamo con un sistema i4.0 che ci permette di migliorare quotidianamente le prestazioni dei nostri processi».

«Ci piace l’idea di mostrare direttamente la realtà di un sistema i4.0 applicato alla progettazione e all’installazione di una nuova linea di verniciatura – dice Emilio – perché di i4.0 si parla molto, ma le applicazioni industrializzate sono poche. Inoltre, con Sergio siamo stati in grado di discutere e trasformare in realtà alcuni concetti chiave di i4.0, ovviamente perché aveva e ha un’idea chiara di ciò che vuole ottenere con questo approccio».

«Famavi – dice Sergio – ha quattro linee di prodotto principali (oltre alla linea “logistica”), con le quali componiamo l’intera gamma delle nostre recinzioni:

• I montanti, realizzati in diverse forme e finiture, hanno lo scopo di facilitare il montaggio e di offrire diverse soluzioni estetiche. Partendo dalla materia prima – lamiere di diverse larghezze – modelliamo i diversi profili, aperti o saldati, per poi sottoporli agli opportuni cicli di protezione e finitura.
  
• Le maglie, sia flessibili (quelle che tutti conosciamo, a rombi) sia rigide (e variamente conformate in pannelli). In questo caso la materia prima è il filo metallico, e anche per questo caso esistono diversi cicli di formatura e finitura. Con i diversi montanti e le diverse maglie realizziamo una serie molto ampia di sistemi di recinzione, i numerosi tipi di pannelli sono differenti tra loro e possiamo personalizzarli con dettagli di design, ottenuti in molti modi, tra cui il taglio laser delle lamiere o l’apposizione di decorazioni.
  
• Cancelli e portoni di diverse dimensioni e sistemi di apertura, cancelli scorrevoli senza binari, con binari, autoportanti, anch’essi con i loro cicli di finitura.
  
• La verniciatura (in polvere) che denominiamo Famacolor e Famacolor+, i cui cicli sono tutti applicati su supporti d’acciaio zincato (elettrozincato o zincato o metallizzato a caldo). L’investimento che abbiamo fatto per la nuova linea, oltre al sistema i4.0 per la sua gestione, ci permette una grande flessibilità di finiture, colori ed effetti, oltre a offrire una durabilità garantita di almeno 10 anni.
  
• Per tutte e quattro le linee di prodotto citate – sottolinea Sergio – oltre ai modelli che abbiamo in catalogo (di oltre 100 pagine), produciamo sempre più sistemi “su misura”.

Ai sistemi su misura, che sviluppiamo insieme al committente, aggiungiamo quella che chiamiamo la linea logistica, il servizio “chiavi in mano”: sulla base della planimetria del cantiere, progettiamo tutti i pezzi e li consegniamo, con il relativo piano di montaggio, nel giorno concordato, in modo che la squadra di montaggio del cliente possa assemblare la recinzione, eventualmente sotto la supervisione dell’architetto. Questa è la situazione che ci piace di più per evolvere e introdurre miglioramenti alle nostre linee di prodotti, perché c’è uno scambio più diretto tra Famavi e il cliente.
Ci permette inoltre di trasmettere anche al capocantiere gli ultimi sviluppi, ad esempio i tipi di finitura che possiamo fornire».

«La nuova linea di verniciatura a polvere – continua Sergio – ci permette di essere molto più flessibili quando si tratta di soddisfare esigenze personalizzate. La personalizzazione ci differenzia sempre di più sul mercato, tenendo conto che otteniamo anche ottimi tempi di consegna. Oltre ad essere sistemi con funzioni prevalentemente tecniche e di sicurezza, le recinzioni Famavi comunicano lo stile del cliente. Forme, colori ed effetti, anagrammi, la personalizzazione del recinto, con il suo portone, le porte, i pannelli, sono elementi che aggiungono valore all’opera. Possiamo ora concentrare i nostri sforzi per cambiare il “senso comune” della recinzione, verde o grigia, della recinzione come standard meramente funzionale: possiamo ora trasmettere all’architetto che possiamo soddisfare, trasformare le sue idee in realtà. E, grazie al controllo sempre più puntuale del processo, possiamo anche offrire un ottimo servizio. Il rispetto dei tempi di consegna è una caratteristica che contraddistingue Famavi sul mercato: se ci siamo impegnati che il giorno X consegneremo i pezzi, il giorno X saranno in cantiere».

«In Famavi verniciamo da 30 anni. Per noi non è una novità – spiega Sergio – cosa che ci ha permesso di avere uno scambio proficuo con il dipartimento di progettazione di Cabycal. Avevamo ben chiaro cosa volessimo con l’introduzione di un sistema di gestione i4.0: il controllo dell’intero processo in tempo reale, per offrire una maggiore vicinanza al mercato, per poter rispondere immediatamente alle richieste dei nostri clienti e offrire sempre la qualità ottimale di progetto. Semplificando, oggi possiamo entrare direttamente nell’applicazione e sapere in quale fase si trova un ordine, quanto tempo manca, quando il prodotto sarà pronto per essere caricato e verrà spedito. Il sistema i4.0 implementato ci dà la certezza di rispettare il livello di qualità del progetto e le scadenze concordate; inoltre, in caso di incidenti, sappiamo immediatamente di poter prendere le misure necessarie, a tutti i livelli, dall’operatore di linea, al caposquadra, alla direzione tecnica e generale, fino all’ufficio tecnico della stessa Cabycal».

«Come per tutte le cose, all’inizio bisogna abituarsi a lavorare in modo diverso dal tradizionale – dice Sergio – ma abbiamo una squadra giovane, molto professionale e impegnata nella politica di miglioramento continuo dell’azienda e, tra l’altro, sono tutti abituati a usare schermi, cellulari e tablet. La quantità di dati disponibili, all’inizio, genera qualche dubbio sulla capacità di utilizzarli. Ma il sistema stesso offre la possibilità di sintetizzare i dati in indicatori, parametri definiti e intervalli di accettabilità. Quando questi intervalli vengono superati, parte un allarme, ed è più facile e immediato identificarne le cause. Non usiamo più carta e penna per raccogliere i dati e analizzare le cause dei problemi, il sistema stesso ci aiuta ad analizzare ciò che è accaduto e sta accadendo, molto rapidamente: il fattore tempo in questo caso è fondamentale, riduciamo drasticamente la possibilità di sprecare qualche ora per produrre pezzi difettosi. Inoltre, le misurazioni sono continue e storicizzate, il sistema ci mette in condizione di sapere esattamente se e quando si è verificato un problema. Il personale di linea lavora con più fiducia, se succede qualcosa sa che lo saprà molto rapidamente, e altrettanto rapidamente sarà in grado di intervenire per risolvere la situazione. La sensorizzazione dei parametri chiave lungo i 220 m della linea – sottolinea Sergio – ha richiesto un notevole lavoro d’ingegneria. In questo caso abbiamo unito l’esperienza di Cabycal alla nostra e implementato un sistema che, dopo un anno d’uso, conferma la sua capacità di controllare il processo esattamente come volevamo».

«Controlliamo le fasi di pretrattamento in modo molto analitico – continua Sergio -perché il nostro prodotto viene installato all’esterno e la preparazione della superficie è fondamentale per garantirne la durabilità. Utilizziamo un ciclo standardizzato per le diverse classi di corrosività, ma nel caso di ambienti estremi (vicino al mare, al deserto, le recinzioni stradali e ferroviarie, ad esempio), sviluppiamo cicli speciali (a partire dagli acciai). Il controllo esatto delle fasi di pretrattamento, vasca per vasca, ci dà molta fiducia quando spediamo il prodotto finito.

Con la linea Famacolor+ intendiamo anche includere la consulenza al cliente nella definizione del ciclo giusto, dal punto di vista del materiale (acciaio elettrozincato, zincato a caldo, metallizzato con diverse leghe), del ciclo anticorrosivo (pretrattamento), del rivestimento che applichiamo, del suo aspetto, dell’eventuale decorazione (ottenute per taglio laser, applicazione di grafiche e disegni, sublimazione) e, naturalmente, del rapporto costi/benefici».

«La chimica e il tunnel di pretrattamento – riprende Sergio – sono progettati in base ai supporti, d’acciaio zincato (lo standard minimo si basa su acciaio elettrozincato). Utilizziamo un processo a 6 fasi, a partire da un pre-trattamento acido (fosfosgrassaggio) a temperatura moderata, 35 °C. Il bagno è sottoposto a un processo continuo di filtrazione e disoleazione. I pezzi vengono quindi risciacquati con acqua di rete e successivi due risciacqui a cascata in controcorrente, a partire dal risciacquo finale osmotizzato, una passivazione nanotecnologica, un risciacquo finale con osmosi pura (tra 20 e 30 μS), a 20 °C. Come già detto, tutte le diverse fasi sono controllate dal sistema i4.0 implementato da Cabycal (temperature, pH, conducibilità, pressioni di rampa). Il sistema stesso si autoregola, mantenendo i bagni entro gli intervalli stabiliti e “storicizzando” i dati in ogni momento. Dopo l’asciugatura, i pezzi sono sottoposti al ciclo definito (mono o bistrato). Ogni bilancella è parametrizzata (ha la sua “identità”), in base ai pezzi appesi (identificati dal numero di lotto, ad esempio, che di solito corrisponde a un ordine specifico) e al ciclo a cui deve essere sottoposto, con le sue possibili variabili. Inoltre, ogni bilancella conserva e memorizza la sua storia, raccoglie e organizza tutti i dati caratteristici del processo a cui sono stati sottoposti i pezzi che trasporta».

«Una volta determinato l’ordine di produzione, che deriva dal piano generale di fabbrica – continua Sergio – tutte le informazioni relative appaiono sullo schermo per supportare la squadra di produzione. La stessa linea, se rileva una non conformità (ad esempio, se la cabina non sta lavorando con il prodotto corretto, o se il responsabile non ha convalidato il cambio prodotto), lancia un allarme e, se necessario, si ferma e suggerisce i compiti da svolgere agli stessi componenti della squadra di lavoro. Il sistema fornisce molti dati, ma la curva di apprendimento è sufficientemente veloce per iniziare presto a verniciare con successo. Come abbiamo già detto, si usa (e impara ad usare) come se fosse un’altra app sul cellulare di ciascuno. Il programma è molto intuitivo tutti si rendono subito conto che aiuta a gestire più facilmente il processo».

«Il primo obiettivo raggiunto mediante l’uso dei dati raccolti e “storicizzati” – continua Sergio – è stata la standardizzazione della qualità per ogni ciclo. Oggi cerchiamo l’ottimizzazione dei cicli su misura. Da quando utilizziamo il sistema i4.0, ci siamo particolarmente dedicati a questo obiettivo, garantire le qualità richieste e rispettare i tempi di consegna previsti. In questo primo anno di lavoro, abbiamo sviluppato processi solidi per la produzione standard e stiamo procedendo a regolare i dettagli per quella personalizzata. Monitoriamo quotidianamente i possibili reclami dei clienti: da quando abbiamo iniziato a utilizzare la nuova linea, più di un anno fa, ne abbiamo avuto uno, anche se relativo alle vernici applicate (blanching), un risultato che considero ottimo, considerando che verniciamo molto e che il cambiamento rispetto alla situazione precedente è stato molto importante. Inoltre, il monitoraggio continuo consente di individuare tempestivamente eventuali problemi, evitando che i pezzi difettosi arrivino al cliente».

«Non ho dubbi che presto sarà utile rianalizzare l’intero processo – continua Sergio – per ottenere di più dalla linea, il che richiederà senza dubbio anche un’analisi dei processi a monte e a valle, della loro logistica e degli eventuali colli di bottiglia. Sebbene tutti i reparti siano in fase di digitalizzazione, i processi sono molto diversi tra loro – si utilizzano presse, trafilatrici, tagliatrici laser, sistemi di saldatura per tubi, fili e lamiere – e dobbiamo continuare a progredire per poter interconnettere sempre meglio i diversi reparti, cosa che tra l’altro richiede una lavoro di formazione continua e specifica affinché le nostre risorse umane possano utilizzare e interpretare efficacemente questo ulteriore aumento di dati. In questo periodo siamo proprio in questa fase di implementazione e sviluppo del progetto di digitalizzazione integrale di Famavi».

«Il sistema i4.0 consente, a una linea progettata secondo criteri moderni, comprendendo il sistema d’applicazione, di funzionare in modo ottimale. Applichiamo con un sistema di pompe all’avanguardia (“in fase densa”, come Nordson chiama il suo sistema Prodigy), che offre una stabilità impossibile da raggiungere con i sistemi tradizionali. La ripetibilità delle quantità applicate e la bassa pressione sono fondamentali per applicare in automatico – ritocchiamo pochissime parti, pur lasciando una persona a controllare e, quando necessario, ritoccare – e ottenere un risultato omogeneo di qualità di finitura, colore (tono, lucentezza, effetto) e consumi. Per controllare perfettamente la fase di applicazione, manca ancora il controllo esatto delle quantità di polvere erogata all’ugello delle pistole in ogni momento, un “controllo di flusso”. Con questo controllo, sono convinto che l’efficienza della fase d’applicazione migliorerebbe notevolmente. Conto che con lo sviluppo del sistema di pompe si raggiungerà anche questo obiettivo [a maggior ragione interessante per applicazione con robot antropomorfo: si eviterà la necessità di recuperare l’overspray, ndr]. Sarebbe anche interessante – è un altro modo di vedere il controllo delle quantità istantanee che escono dalla pistola – avere un controllo continuo degli spessori sulle varie aree dei pezzi, senza dover aspettare il loro transito in forno. La linea lavora su due turni. Applichiamo prodotti poliestere, a meno che il ciclo non sia a due mani (epossidico + poliestere)».

«In Famavi – interviene Emilio – oltre alla gestione i4.0 abbiamo dovuto affrontare diverse sfide tipiche dell’impiantistica di verniciatura: la collocazione della linea in uno spazio definito dal flusso dei materiali, lo sviluppo di una soluzione per facilitare il lavoro di carico e scarico dei pezzi, che possono essere di grandi dimensioni (soprattutto in altezza, fino a 3.000 mm, e in lunghezza, fino a 7.000 mm), difficili da movimentare, e garantire un’elevata capacità di produzione, in termini di m2 di prodotti finiti. Inoltre, abbiamo dovuto progettare la linea in modo da facilitare le operazioni d’assemblaggio – l’azienda aveva bisogno di metterla in funzione in tempi brevi, perché stava incontrando problemi con la gestione delle verniciature per conto terzi, in termini di logistica, tempi di consegna dei pezzi in ogni lotto, controllo qualità – e le operazioni di manutenzione programmata. Abbiamo installato un polmone di carico (e uno di scarico), servito da un birotaia con sistema di sollevamento, per poter effettuare le relative operazioni a bilancella ferma. Il sistema di trasporto dei materiali è diverso dalla linea di verniciatura utilizzata in precedenza, ma il software che abbiamo implementato è stato progettato per una gestione sufficientemente semplice».

«Nel collegamento tra la linea di verniciatura e il flusso di produzione – riprende Sergio – ci sono opportunità di miglioramento e ottimizzazione significative. L’interconnessione tra i diversi reparti ci permetterà di sfruttare meglio la capacità della linea di verniciatura e il suo costo orario».

«Tutte le fasi attive sono state sensorizzate – riprende Emilio – il progetto è stato sviluppato integrando i requisiti suggeriti da Sergio e dalla sua squadra di verniciatura. Tra la fase di pretrattamento chimico e l’asciugatura è stata predisposta una sezione per (l’eventuale) fase di soffiatura. Il forno d’asciugatura è seguito da un piccolo polmone di raffreddamento, dove abbiamo installato una barriera per la lettura del codice bilancella, che consente di controllare lo stato della cabina di applicazione e, se necessario, di cambiare il programma (e controllare il colore). Gli HMDI sono immediatamente leggibili, quelli installati nelle diverse aree della linea e quelli utilizzati dai telefoni cellulari: forniscono informazioni attraverso grafici e colori». Sergio ci ha già parlato del sistema “in fase densa”. La cabina è una tipica cabina Nordson a cambio rapido, con un doppio ciclone compatto che facilita le operazioni di pulizia (il sistema calcola 15 minuti per un cambio colore completo).

«Dopo l’applicazione – continua Emilio – le bilancelle entrano nel forno di polimerizzazione. È un forno molto ben isolato e bilanciato. Infatti, oltre a monitorare lo stato dei bruciatori, sono presenti sensori di temperatura (4) nelle diverse zone del forno, il che consente una grande flessibilità nell’adattare le curve di calore alle curve di polimerizzazione dei prodotti applicati. Materiali e dettagli costruttivi (ad esempio le cappe per il recupero del calore radiante dalle parti in uscita) consentono un’elevata efficienza nell’utilizzo dell’energia termica».

«Controllo e tracciamento – sottolinea Sergio – avvengono bilancella per bilancella. Ognuna ha il suo identificativo, ogni identificativo i riferimenti corretti (pezzi) e i parametri tipici, in modo che in ogni zona la linea si disponga in base ai requisiti dei pezzi in arrivo. Il sistema registra e memorizza i dati tipici di ciascuna fase del processo per ogni bilancella. Se un parametro esce dall’intervallo corretto, si attiva un allarme visivo e sonoro, e il problema viene identificato immediatamente, in modo che il responsabile possa intervenire subito per risolverlo».

«Tutti questi dati, che possono essere visualizzati graficamente – conclude Sergio – ci permettono anche di conoscere i tempi e le risorse che non sfruttiamo appieno (i fermi impianto e i loro motivi, per esempio), in modo da poter continuamente ottimizzare il processo. E’ da queste evidenze che ci siamo resi conto dell’importanza d’implementare il sistema di gestione di fabbrica, per coordinare meglio i diversi reparti produttivi, su cui, come sopra accennato, stiamo lavorando, secondo il piano di digitalizzazione Famavi».

«Quando anche gli altri reparti lavoreranno come il reparto di verniciatura – conclude Emilio – sarà possibile costituire una “centrale di controllo” generale con i vari terminali dati, e organizzare il flusso generale della produzione aziendale in modo ottimale, secondo le priorità decise dalla direzione. La linea di verniciatura dispone già di tutti i mezzi per essere integrata in questa “centrale di controllo”. Per concludere, siamo convinti che questa linea rappresenti lo stato dell’arte in termini di parametrizzazione e controllo di un impianto di verniciatura».