INNOVATIONS:PRESENT&FUTURE

Migliorare il lavaggio delle matrici di estrusione con Claris 9346 MB

Claudio Burato

Alit Technologies, San Bonifacio (Verona) - Italia claudio.burato@alit-tech.com

Ogni azienda che produce profili in alluminio destinati a creare serramenti, box doccia, componenti automotive e tanto altro ancora, possiede le presse di estrusione che trasformano le billette di alluminio in profili dalle più svariate sezioni, studiate per essere le più adatte alle loro destinazioni d’uso. Le matrici delle presse di estrusione sono “le dime” che danno la forma al profilo. Dopo ogni utilizzo, le matrici presentano residui di alluminio solidificato che devono essere completamente asportati prima di stoccare la matrice in attesa di essere di nuovo montata sulla pressa. ALIT Technologies ha sviluppato per e in collaborazione con Alumec di Rudiano (Brescia) un prodotto innovativo che riduce i costi e i tempi di lavaggio delle matrici di estrusione.

Nell’industria dell’alluminio le matrici di estrusione sono regolarmente lavate riscaldando bagni di soda caustica e in questo modo i residui di alluminio intrappolati nel corpo della matrice sono portati in soluzione attraverso una reazione esotermica. Questo processo implica il consumo di notevoli quantità di carbonato di sodio, da smaltire alla fine del ciclo di vita del bagno. La corrosività del carbonato di sodio e le alte temperature di processo – vicine o superiori ai 100°C – generano fumi corrosivi e pericolosi e, inoltre, la formazione di incrostazioni di sodio alluminato implica continui lavori di manutenzione, complicati dalla corrosività della soluzione liquida. In questo contesto è lampante che l’ottimizzazione e il risparmio sui costi per questo processo sono fortemente voluti da tutte le aziende che operano nel settore dell’estrusione di profili in alluminio. La risposta di ALIT a questa esigenza è l’additivo Claris 9346 MB, interamente sviluppato

© ipcm

Il sistema di lavaggio delle matrici di estrusione.

nei nostri laboratori. Claris 9346 MB è un additivo sviluppato per i sistemi di lavaggio delle matrici di estrusione per profili in alluminio; la sua forma liquida ne permette il dosaggio automatico. Claris 9346 MB permette un processo di lavaggio delle matrici più efficiente, migliorando i seguenti aspetti: • Migliora la pulizia generale della matrice di estrusione, facilitando la dissoluzione dei residui di alluminio che spesso si accumulano nei punti meno accessibili della matrice. • Aumenta notevolmente la vita utile del bagno. • Se dosato in modo adeguato, mantiene la temperatura del bagno di lavaggio a circa 90°C, riducendo così le emissioni di fumi e i consumi per evaporazione. Mantenere stabile la temperatura di processo si traduce in un risparmio energetico medio del 20%. • Non favorisce la formazione di fanghi.

Come utilizzare il prodotto

Il bagno di lavaggio delle matrici deve essere tipicamente caricato con carbonato di sodio diluito al 30% p/p, dopodiché si aggiunge al bagno una quantità di Claris 9346 MB tra il 3% e il 4% massa su volume. Per ogni 1.000 litri di soluzione dovrebbero essere aggiunti circa 35 Kg di Claris 9346 MB. A questo punto il prodotto può essere miscelato, il bagno riscaldato e il ciclo di lavaggio della matrice avviato.

Analisi del prodotto

La corretta quantità di carbonato di sodio e il contenuto massimo di alluminio disciolto nel bagno si possono determinare in modo accurato con una semplice analisi chimica, facilmente eseguibile dagli operatori. Se necessario, la quantità di Claris 9346 MB può essere determinata anche seguendo le istruzioni riportate nella scheda tecnica. La possibilità di individuare questi valori unita alla stabilità termica del bagno grazie all’aggiunta di Claris 9346 MB, renderà l’intero processo più facile da gestire per l’operatore.

Case Study

Claris 9346 MB è stato adottato e co-sviluppato da una primaria azienda italiana di estrusione di profili in alluminio: Alumec di Rudiano, Brescia, che possiede più di 11.000 matrici proprie. L’azienda è una vecchia conoscenza di ipcm®, già protagonista di un reportage1 dedicato al suo impegno a rendere la produzione sempre più ecosostenibile attraverso un processo di sverniciatura messo a punto dalla stessa ALIT Technologies. Dalla data di uscita di quella rivista, Alumec ha fatto dei notevoli passi avanti per essere sempre più green: dall’installazione di pannelli fotovoltaici su tutte le superfici disponibili dell’azienda, alla sostituzione del ciclo di pretrattamento con prodotti chrome-free e nanotecnologici fino al recente aggiornamento del processo di lavaggio delle matrici di estrusione. In precedenza l’azienda utilizzava soluzioni riscaldate di carbonato di sodio al 30%. In questo modo i bagni avevano una durata di soli tre giorni lavorativi su tre turni al giorno. Il cliente si lamentava dell’elevato consumo di soda, della pulizia superficiale delle matrici e delle continue incrostazioni nel sistema di lavaggio. Con l’aggiunta di Claris 9346 MB al 3,5% p/p ha ottenuto subito i seguenti benefici: • Vita utile del bagno aumentata da 3 a 6/7 giorni. • Migliore livello di pulizia generale delle matrici. • Stabilità termica del bagno nel range 90-95 °C e minore formazione di fumi. • Assenza di fango alla fine del ciclo di lavaggio. L’utilizzo di Claris 9346 MB ha apportato diversi benefici, quali il risparmio di grandi quantità di soda caustica e di energia e dei migliori risultati di lavaggio. Confrontando l’attuale gestione del processo con la precedente senza Claris 9346 MB il cliente è ora pienamente soddisfatto. “La collaborazione con Alit si è notevolmente rafforzata dall’uscita dell’articolo sulla vostra rivista dedicato al sistema di sverniciatura fuori linea dei ganci di appensione dei profili sul nostro impianto verticale” spiega Manolo Brunotti, responsabile dell’impianto di verniciatura in Alumec. “Dopo la mia partecipazione al corso tecnico organizzato da ipcm® Academy e l’ottenimento del certificato internazionale di tecnico dei processi di finitura industriale, ho capito che avremmo potuto ottimizzare ulteriormente il nostro modo di verniciare, risparmiando tempo e denaro e, soprattutto, rispettando l’ambiente il più possibile.”

1 Alessia Venturi, Improving Efficiency, Productivity, and Environmental Friendliness with Chemical Paint Stripping: Alumec’s Experience in ipcm®n° 68, Vol. XII, March-April 2021, pagg. 56-62

© ipcm

La fase di lavaggio delle matrici.

“Dopo aver messo a punto il sistema di sverniciatura, la collaborazione con Alit è proseguita al punto che abbiamo sostituito l’intero processo di pretrattamento con i prodotti di questa azienda” spiega Brunotti. “Ho chiesto espressamente di realizzare un prodotto che avrebbe fatto al nostro caso così, insieme ad Alit, abbiamo iniziato a sviluppare un prodotto innovativo per la pulizia delle matrici delle presse di estrusione. Le nostre esigenze erano soprattutto quelle di velocizzare il processo di lavaggio e di allungare la vita del bagno. Abbiamo investito con Alit molto tempo nella ricerca e prove del prodotto ottimale e da questa ricerca è nato un prodotto che ha decisamente migliorato questa importante operazione sotto molti aspetti. Un importante risultato è legato al consumo di gas metano: il bagno contenente soda deve essere mantenuto ad una temperatura vicina ai 100°C quindi i bruciatori dovevano essere costantemente accesi per 24 ore al giorno. Con l’aggiunta di Claris 9346 MB, una volta portata la soluzione alla temperatura di 80°C i bruciatori si spengono e, per effetto endotermico, il bagno mantiene una temperatura costante richiedendo la ripartenza dei bruciatori solo nel momento d’immersione e risalita dei cesti contenenti le matrici da lavare.” Prosegue Brunotti: “un altro importante vantaggio è il risparmio di oltre il 50% sui costi di smaltimento nonché sulla soda utilizzata. Se sommiamo questi vantaggi alla velocizzazione del 20% del processo di lavaggio, ritengo che possiamo ritenerci decisamente soddisfatti e ringrazio personalmente Alit anche per il nome dato appositamente: MB 9346 sono le mie iniziali”.

Il lancio ufficiale di questo nuovo prodotto avverrà in occasione della Fiera Aluminium 2022 che si celebrerà a Düsseldorf dal 27 al 29 settembre 2022 dove Alit Technology sarà presente con uno stand per illustrare ai visitatori questa e altre importanti novità.

FOCUS ON TECHNOLOGY

Pracal consolida la partnership con il fornitore di vernici per coil e garantisce una finitura degli avvolgibili oltre gli standard di qualità

Monica Fumagalli, ipcm®

Pracal, azienda specializzata nella produzione di avvolgibili, si è affermata in uno dei territori più complessi in termini di sviluppo economico grazie alle scelte controcorrente e alle capacità imprenditoriali del titolare e dei partner, come il suo fornitore di vernici Condoroil Chemical, che l’hanno aiutata nello sviluppo di eCOILS, la nuova azienda specializzata nella pre-verniciatura in continuo dei coil in alluminio e acciaio.

© Pracal

La nuova finitura eSKIN di eCOILS, ramo di Pracal, che garantisce un’ottima prestazione in fase di piega e resistenza agli UV.

Uno dei processi tecnicamente e operativamente più complessi è la pre-verniciatura in continuo di nastri o coil di diversi supporti metallici, in particolare alluminio e acciaio, destinati sia al settore dell’edilizia (facciate, tetti e avvolgibili), dei trasporti (pareti e interni di caravan e treni) e dell’industria (imballaggi ed elettrodomestici). È costituito da diversi “sottoprocessi” che, per raggiungere risultati qualitativi ottimali, devono sincronizzarsi perfettamente: dall’applicazione della vernice a rullo alla polimerizzazione del prodotto verniciante, sia esso a liquido o a polvere, che deve avvenire in pochi secondi, fino alle lavorazioni successive alla pre-verniciatura, quali, per esempio, la profilatura, lo stampaggio, la piegatura e la trafilatura del coil, oppure i trattamenti chimici come la stampa off-set o la sublimazione. Proprio per questa sua caratteristica congenita, ossia quella di anticipare l’intervento di verniciatura prima delle fasi di formatura del pezzo finito, il processo di coil coating deve essere effettuato con estrema cura e attenzione in ogni fase operativa, di movimentazione e di stoccaggio, dal momento che la finitura in uscita dalla linea di coil coating sarà la stessa che vedrà l’utilizzatore finale, poiché non sono previsti ulteriori trattamenti superficiali. Raggiungere il know-how tecnico per gestire una linea di coil coating e fornire ai propri clienti un prodotto in grado di superare gli standard di qualità ha rappresentato la sfida più importante per Pracal Srl, azienda di Polla, in provincia di Salerno, che produce profili per avvolgibili. “Grazie alla competenza acquisita sul campo, – ci spiega Vittorio Iacullo, responsabile di eCOILS, ramo dell’azienda campana - alla partnership con aziende specializzate nella produzione di vernici per coil, come Condoroil Chemical (Casale Litta, Varese) e alla qualità dei nostri lavoratori, motivati e pronti ad affrontare nuove sfide, siamo oggi un punto di riferimento, oltre che per gli avvolgibili, anche per il coil coating, a livello nazionale ed internazionale”.

© ipcm Una visione pionieristica ed estrema capacità di problem solving: le armi vincenti di Pracal

“Pracal (Profili Acciaio Alluminio) è l’ultima espressione di una solida realtà aziendale nata nella seconda metà degli anni Ottanta per l’assemblaggio di avvolgibili in PVC grazie alla visione lungimirante e pionieristica del nostro attuale presidente, Francesco Pinto, fondatore dell’azienda” racconta Maria Massaro, Amministratrice Delegata. “Già nei primi anni novanta la società ha incluso nelle proprie lavorazioni l’estrusione delle materie plastiche ed è diventata leader nel Sud Italia per la produzione di avvolgibili in PVC, a cui ha presto affiancato anche quella di stecche su misura, porte riducibili e box doccia. Dopo il 2000, l’azienda si è specializzata anche nella profilatura di alluminio e acciaio. Nasce così Pracal, affermatasi sul mercato per la professionalità, la capacità di trovare soluzioni rapide alle esigenze dei clienti e per il servizio rapido e impeccabile a partire dall’ordine fino alla consegna”.

Il reparto di preverniciatura in continuo di Pracal Srl.

© Pracal

© ipcm

© ipcm Anche la decisione di internalizzare il trattamento superficiale dei profili metallici è il risultato di un’intuizione del titolare, Francesco Pinto e di suo figlio Raffaele, che, sin dal suo ingresso in azienda, ha profuso un’incredibile energia. “L’idea ha iniziato a prendere forma nel 2009, quando l’esigenza di rispondere just in time alle richieste dei committenti non collimava con la disponibilità degli stock a magazzino, perché i terzisti a cui ci affidavamo non erano in grado supportare la nostra produzione intensiva. Abbiamo quindi iniziato a verniciare i nostri coil con un piccolo impianto, che però non ci garantiva quella ripetibilità delle tinte che rappresentava il nostro standard di qualità. Gli strumenti e le prassi che abbiamo sviluppato per risolvere i problemi che di volta in volta si presentavano in reparto si sono comunque rivelati utili per raggiungere le competenze che ci permettono di gestire il nuovo impianto di verniciatura in continuo installato in aggiunta al precedente, oggi fiore all’occhiello della nostra produzione”.

eCOILS: il coil coating all’inizio della filiera produttiva dell’azienda

La sede di Pracal è situata in una zona industriale perfettamente collegata all’arteria autostradale vicina. Nonostante le congiunture economiche non favorevoli degli ultimi due anni e la posizione geografica penalizzante rispetto ai suoi competitor, Pracal è comunque riuscita a sviluppare un’organizzazione efficiente e resiliente che ha determinato una crescita costante. L’azienda ha recentemente deciso di lanciare un nuovo marchio eCOILS, che, nato come brand di Pracal, potrebbe presto avere uno sviluppo come azienda a sé stante per la produzione e vendita dei nastri preverniciati, che già sta avvenendo in settori diversi da quello degli avvolgibili.

Dall’alto al basso:

I coil trattati da Pracal.

La prima cabina di verniciatura per l’applicazione del primer e del backcoat.

Dettaglio delle teste vernicianti per l’applicazione della mano a finire.

“Il nuovo impianto di coil coating” – precisa Sabatino Di Domenico, responsabile del controllo qualità presso Pracal – “ci ha permesso quel salto produttivo con cui abbiamo potuto affermarci in questo settore. Oggi verniciamo a liquido nastri con spessore da 0,2 a 1,8 mm e larghezza massima pari a 1500 mm utilizzando diversi tipi di vernici, tra cui poliesteri, poliammidiche, poliuretaniche e PVdF, e ci affidiamo anche al team di Condoroil Chemical per la fornitura delle vernici backcoat e topcoat”. “Le fasi del processo di verniciatura in continuo – descrive le diverse fasi di trattamento Di Domenico - prevedono il carico dei coil grezzi in alluminio o acciaio a basso spessore su due aspi devolgitori. Prima del pretrattamento e della verniciatura i nastri sono uniti tramite giuntatrice in modo che il nastro possa essere trattato in continuo; qui la torre di accumulo dei coil permette infatti di effettuare la giunta tra 2 nastri senza fermare l’impianto. La velocità e la temperatura sono i due parametri che devono sempre essere mantenuti costanti”. Il pretrattamento prevede lo sgrassaggio alcalino in un primo tunnel con rampe di spruzzatura ad alta pressione e spazzole meccaniche per la rimozione di oli, grassi ed eventuali ossidi presenti sul nastro; un secondo tunnel a spruzzo effettua un risciacquo con acqua normale e completa questa fase con un secondo risciacquo. Il processo si completa in un terzo tunnel in cui avviene la passivazione mediante fluozirconatura. “I reflui recuperati sono poi condotti all’impianto di depurazione che stiamo potenziando con un ulteriore sistema di filtraggio per far fronte ai picchi di produzione e migliorare in questo modo il riciclo dell’acqua, che è uno dei nostri principali obiettivi. Segue un sistema di asciugatura che è stato realizzato dal reparto di lavorazione meccanica di Pracal per ottenere la perfetta asciugatura della superficie dei nastri con spessore superiore ai 10 decimi, al fine di offrire il pre-verniciato perfetto, non solo ai produttori di avvolgibili, ma anche a lattonieri, facciatisti, coperturisti e produttori di pannelli utilizzati in vari settori, dall’edilizia al navale”.

Il processo di verniciatura in continuo

Dopo l’asciugatura, i nastri passano nella prima delle 3 cabine di verniciatura dotata di 2 coaters in grado di applicare primer e backcoat, in un unico passaggio. Segue la polimerizzazione in forno e una fase di raffreddamento prima ad aria e poi ad acqua. “Uno dei vantaggi della verniciatura a liquido – continua Di Domenico - è il tempo di polimerizzazione molto breve durante il quale i colori del pigmento rimangono stabili. Il tempo trascorso dal nastro nel forno può variare da 6 a 60 secondi a seconda delle caratteristiche del coil, mentre la temperatura può essere compresa tra 210 °C e 250 °C. Una volta che il nastro è entrato nel forno, raggiunge gradualmente una temperatura prossima a quella del forno stesso. In uscita, il nastro viene raffreddato da getti di aria fredda e acqua demineralizzata”.

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© eCOILS

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- La torre di raffreddamento. - Il primo controllo dopo la verniciatura avviene con strumentazione manuale ed è effettuato da Antonio Salviati. - Prova di quadrettatura su uno dei lamierini verniciati.

Nella seconda cabina viene applicato il topcoat e sono ottenuti gli effetti particolari, come metallizzato, legno, antichizzato o Cor-Ten, mentre la terza è predisposta per l’applicazione del trasparente. Lo spessore complessivo del rivestimento sul prodotto finito è generalmente compreso tra 5 e 15 micron per il primer e 1530 micron per il secondo strato. Segue quindi di nuovo il passaggio nel forno di raffreddamento ad aria e acqua, nell’accumulatore di uscita dove si effettua il taglio del coil e nell’aspo avvolgitore del nastro verniciato in uscita”. Ogni stazione è dotata di un PLC di controllo per la raccolta e l’analisi dei dati, la tracciatura dei nastri e la gestione complessiva della linea di verniciatura. “L’innovativa gestione dei dati provenienti dai dispositivi PLC – continua Di Domenico – rientra nell’investimento che abbiamo effettuato lo scorso anno per strutturare la fabbrica secondo i parametri dell’Industria 4.0. Con questo sistema siamo in grado di gestire al meglio l’intero ciclo produttivo che è molto rigido: dal momento che la verniciatura è la prima fase del processo e non l’ultima, come succede invece nelle linee di verniciatura tradizionali, le operazioni relative ai trattamenti superficiali devono svolgersi in tempi compatibili con le lavorazioni successive, come il taglio del coil e la profilatura degli avvolgibili, garantendo tempi di consegna brevi, mai a scapito della qualità.”

eCOILS e Condoroil Chemical insieme per il controllo qualità

All’uscita dalla linea di coil coating il nastro viene sottoposto ad un primo controllo visivo. Verifiche più approfondite sono poi effettuate con strumenti di misurazioni manuali e automatici, come lo spessofotometro e il micrometro, nel laboratorio analisi. “Eseguiamo tutte le verifiche possibili per consegnare un prodotto che risponda a standard di qualità che vadano oltre le normative previste, dal MACHU all’impact test fino alla quadrettatura. Per le prove in nebbia salina ci affidiamo invece al laboratorio prove di Condoroil Chemical

che, oltre a fornirci le vernici da utilizzare nella nostra linea di coil coating, ci offre anche un servizio di assistenza e consulenza sui risultati di finitura ottenuti. Siamo anche in continuo contatto con loro per l’ottimizzazione della formulazione delle vernici che utilizziamo” spiega Antonio Salviati, responsabile del laboratorio di analisi interno all’azienda. “Una volta superate le prove di qualità, il coil è pronto per l’imballaggio e la consegna ai nostri clienti sia in Italia che all’estero”, prosegue Iacullo. “Le nostre finiture particolari sono molto apprezzate per il loro valore estetico e qualitativo che rende il brand eCOILS riconoscibile sul mercato. In particolare, abbiamo ricevuto grandi soddisfazioni dalla nostra nuova finitura eSKIN che garantisce un’ottima prestazione in fase di piega e resistenza agli UV. Perseguiamo, inoltre, una politica sempre più green, puntando a raggiungere uno scarto della plastica pari a zero: per questo motivo il 90% del coil verniciato presente al momento in azienda è privo di film protettivo in PVC. Stiamo cercando di sostituire anche

© ipcm

Il taglio del coil dopo la verniciatura.

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© Pracal

- Coil imballati pronti per la spedizione.

- Dettaglio di un nastro preverniciato in tinta RAL 1013 avorio.

- Da sinistra: Paola Zavattoni e Sara Ponti, rispettivamente titolare e responsabile del laboratorio di Condoroil Chemical, Michele Langone, Vittorio Iacullo e Sabatino Di Domenico di Pracal Srl.

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alcuni elementi caratteristici dell’imballaggio come la pellicola o il pluriball, che però è attualmente l’unica soluzione impermeabile”.

Un fornitore tempestivo nella consegna

“Con una filiera di approvvigionamento delle materie prime resa vacillante dalla situazione che tutti ben conosciamo, consegnare i nostri prodotti in modo tempestivo e nei tempi indicati dai committenti è fondamentale” – precisa Iacullo. “Per farlo in un ambiente dinamico come il nostro, bisogna però aver scelto le giuste partnership con i fornitori. Non solo: sono fondamentali anche la coerenza e l’affidabilità nell’accettare gli ordinativi e dar loro seguito. Condoroil Chemical soddisfa tutti questi requisiti: la loro fornitura di vernici poliammidiche e poliuretaniche per avvolgibili e sistemi oscuranti e di vernici poliestere per i prodotti outdoor è sempre stata precisa e puntuale, anche quando si è trattato di formulare nuove tinte su richiesta”. “Le vernici che forniamo a Pracal - chiarisce Sara Ponti, responsabile del laboratorio di Condoroil - possono essere standard o realizzate in qualsiasi colore richiesto dal cliente e possiedono una durezza superficiale, flessibilità e adesione tali da favorire le lavorazioni di profilatura e piegatura successive”. “La collaborazione con questo fornitore – conclude Iacullo – continuerà in futuro, probabilmente anche con una maggiore intensità dal momento che vogliamo affermarci sul mercato con il nostro nuovo marchio eCOILS. Crediamo che le soluzioni energetiche, tecniche ed ambientali che l’alluminio può darci siano le migliori; non solo perché l’alluminio è un metallo riciclabile al 100% e all’infinito, ma anche per le sue proprietà fisico-chimiche migliorate e potenziate dai nostri trattamenti delle superfici laminate. Nonostante il notevole tasso di emigrazione che contraddistingue da secoli il Sud Italia, riusciamo ad attirare e formare professionisti e operai di alto profilo per cui la sicurezza di un rapporto con un fornitore in grado di darci supporto in ogni fase del processo, dall’R&D fino al controllo qualità del prodotto verniciato, è fondamentale e rappresenta un plus in più che riconosciamo a Condoroil Chemical. Chi lavora in eCOILS e in generale nel gruppo Pracal, crede nella visione aziendale di Francesco e Raffaele Pinto ed è determinato a contribuire allo sviluppo di un’industria moderna, in puro stile italiano, che abbia il suo cuore qui: nel cuore del Sud Italia”.

Innovation and Technology for Three Generations