Domande Tecnologia meccanica

La produzione di processo

La produzione di processo riguarda prodotti fortemente standardizzati, ottenuti in volumi ingenti, la cui natura richiede la realizzazione di un ciclo di trasformazione continuo dalle materie prime al prodotto finito. Esempi classici sono dati dalla produzione dell'acciaio, dei prodotti petrolchimici, della carta, di alcuni prodotti alimentari, del cemento, delle fibre, di farmaceutici.

In una produzione di processo i materiali in ingresso subiscono modificazioni fisico-chimiche a seguito delle quali è in genere impossibile identificare gli elementi che costituiscono il prodotto. La produzione per processo è quindi irreversibile.

Nelle produzioni per processo il flusso produttivo è ben delineato e la sequenza delle operazioni previste dal ciclo di lavorazione è vincolante (ciclo tecnologico vincolato). La produzione avviene per il magazzino, in modo indipendente dall'acquisizione degli ordini; di frequente, si realizza per lunghi periodi di tempo lo stesso tipo di prodotto.

prodotto, con un'alternanza estremamente contenuta dei cicli di lavorazione. Anche nel caso di produzioni per processo, come per quelle in linea, sono di maggior rilievo le problematiche progettuali del sistema produttivo rispetto a quelle di carattere gestionale. 2. Produzione manifatturiera Nella produzione manifatturiera, ovvero la produzione per parti, il prodotto finale risulta composto da un numero finito di componenti discreti, che sono anche definiti parti. Con parte indichiamo il pezzo al termine del ciclo di lavorazione, mentre con prodotto finale indichiamo il prodotto costituito dalle parti assemblate. Il processo produttivo è compreso di due fasi, ovvero la fase di fabbricazione e la fase di assemblaggio. Questo tipo di produzione viene utilizzata soprattutto per la produzione di automobili, calcolatori, elettrodomestici, calzature (ecc.). 3. Processi fondamentali di fabbricazione nel settore meccanico a. Formatura i. Processi di consolidamento da liquido o da polveriutilizzare per lavorare un materiale, ci sono le proprietà del materiale stesso. Ad esempio, la durezza, la resistenza alla trazione e la lavorabilità del materiale possono influire sulla scelta del processo di lavorazione più adatto. Inoltre, la forma e le dimensioni del pezzo finale possono richiedere l'utilizzo di determinati processi. Ad esempio, se si desidera ottenere una forma complessa, potrebbe essere necessario utilizzare processi di deformazione plastica come lo stampaggio o l'estrusione. Infine, la quantità di materiale da rimuovere o aggiungere può influire sulla scelta del processo. Se è necessario rimuovere una grande quantità di materiale, potrebbe essere preferibile utilizzare processi di rimozione di materiale come la fresatura o la foratura. In conclusione, la scelta del processo di lavorazione dipende da una serie di fattori, tra cui le proprietà del materiale, la forma e le dimensioni del pezzo finale e la quantità di materiale da rimuovere o aggiungere.utilizzare con un determinato materiale abbiamo: il costo, la velocità di produzione, la flessibilità e la qualità finale richiesta del pezzo. Inoltre, anche la dimensione del lotto da produrre e le proprietà fisiche e geometriche del materiale infatti piccoli lotti richiedono processi flessibili (Lavorazioni alle macchine utensili che possono produrre pezzi di geometria diversa tra loro) mentre grandi lotti permettono l'utilizzo di processi di fonderia o per deformazione in quanto l'elevato costo delle attrezzature necessarie può essere ammortizzato dall'elevato numero di pezzi da produrre. I metalli hanno una temperatura di fusione elevata quindi possono essere lavorati allo stato solido con processi di deformazione o con asportazione di materiale. Mentre i polimeri e i compositi hanno un punto di fusione più basso per cui si prestano soprattutto a lavorazioni con processi di fusione. Infine, i ceramici, ad esempio, data la lorofragilità rendono difficili le lavorazioni allo stato solido con i metodi convenzionali.

Principali caratteristiche di processo

Le principali caratteristiche sono la geometria, le proprietà meccaniche, le tolleranze, le finiture superficiali, la produttività e i fattori umani e ambientali.

• Fattori Umani e Ambientali

La produttività non dipende soltanto dagli investimenti in macchine e impianti ma anche dagli specialisti. Infatti, l'incidenza dell'industria manifatturiera sul prodotto interno lordo dei paesi più industrializzati raggiunge anche il 30%. Inoltre, le operazioni manifatturiere vanno esaminate tenendo conto dell'impatto sull'ambiente in relazione all'inquinamento chimico e acustico.

• Geometria

Va scelto il processo produttivo che fornisce la geometria desiderata in modo più semplice possibile.

• Tolleranze

Sono molto importanti per assicurare il giusto funzionamento del componente realizzato e

garantire l'intercambiabilità di componenti forniti da produttori diversi.

• Produttività

La produttività può essere aumentata migliorando i processi produttivi esistenti o introducendo nuovi processi o nuove macchine.

1. Elementi che concorrono alla realizzazione di un processo
2. Trasformazione ideale
Processo che porta il materiale dallo stato iniziale a quello finale. Nella trasformazione ideale gli stati iniziali e finali vengono definiti in modo deterministico infatti il ripetersi della trasformazione nelle medesime condizioni produce gli stessi risultati.
3. Trasformazione reale
Processo influenzato da fenomeni non controllabili che hanno un effetto sul risultato finale variabile all'interno di un intervallo. Lo stato iniziale in genere non è noto con certezza infatti aumenta la variabilità del risultato finale. La precisione del processo viene influenzata dalla variabilità dallo stato iniziale e dai disturbi.

Condizione per

Corretta esecuzione di una trasformazione. Definendo l'intervallo di tolleranza come l'intervallo all'interno della quale devono essere comprese le possibili soluzioni ottenibili tramite il processo. Possiamo dire che un processo viene eseguito correttamente se l'intervallo di tolleranza è maggiore della variabilità del risultato.

Miglioramento del processo. Consiste nel trovare una soluzione che possa garantire una variabilità del risultato all'interno dell'intervallo di tolleranza.

Esempio. Foratura di una piastra, possibili soluzioni: Foratura dal pieno con punta elicoidale, Foratura con preforo, Foratura con preforo e utilizzo di bussola di centraggio. La prima porta ad una trasformazione non corretta, la seconda ci porta in una situazione limite mentre nella terza situazione ci troviamo in una trasformazione corretta.

Forma. Con Forma indichiamo la cavità in cui viene versato il metallo fuso. Corrisponde all'elemento più

importante e rappresenta il negativo del pezzo da realizzare. Le forme devono essere sovradimensionate per tenere conto delle contrazioni volumetriche subite dal materiale. Le forme possono essere aperte o chiuse. (Aperte: lingottiera in cui la fase liquida è immessa dall'alto.) (Chiuse: il fuso viene immesso attraverso canalizzazioni opportunamente dimensionate). 12. Classificazione dei processi di fonderia in base al tipo di forma In base al tipo di materiale utilizzato possiamo dividere due grandi classi ovvero i processi con forme transitorie e i processi con forme permanenti. Nei processi in forma transitoria la forma viene distrutta dopo la solidificazione del getto per operare la sua estrazione. Inoltre, abbiamo la possibilità di utilizzare diversi materiali. (Fonderia in terra). I processi in forma permanente vengono utilizzati per realizzare un numero elevato di getti uguali e sono realizzati in metallo mediante lavorazioni alle macchine utensili. (Fonderia in)

(conchiglia) (Gli alti costi sono ammortizzati dagli elevati volumiproduttivi).

13. Aspetti che influenzano la scelta del processo di fonderia

Gli aspetti che influenzano la scelta del processo di fonderia sono molteplici e sono: le dimensioni, la complessità geometrica, le proprietà meccaniche, le finiture superficiali, il materiale, il volume di produzione e il costo.

14. Fasi del ciclo di fabbricazione dei getti

Le fasi di lavorazione per ottenere un getto sono molteplici e ciascuna di esse assume una rilevanza più o meno accentuata a seconda della tecnica di lavorazione che viene considerata. Le fasi seguite da questo modello sono:

• L'allestimento del modello in legno o in lega leggera, sulla base del progetto.
• La preparazione della forma per realizzare l'impronta in negativo di quello che sarà la forma finale del pezzo prodotto.
• La preparazione del metallo fuso e il versamento nella forma.
• L'estrazione del getto dalla conchiglia.

• La finitura del getto.

15. Caratteristiche del modello

Il modello consente di realizzare la forma transitoria attraverso l'operazione di formatura, ovvero la compattazione del materiale della forma attraverso il modello stesso. Questo modello può essere permanente o transitorio. Inoltre, come input per la sua costruzione viene utilizzato il disegno del pezzo. Durante la progettazione del modello ci sono degli aspetti da considerare come il materiale, il sovradimensionamento, il piano di divisione, l'angolo di sformo e i sottosquadri.

16. Materiali per modelli permanenti e transitori

I materiali più utilizzati nei modelli permanenti vengono riportati in tabella.

I materiali per i modelli transitori sono principalmente due, ovvero le cere (la forma viene ottenuta attraverso la liquefazione del modello in cera provocata dal calore generato da un forno) e le schiume polimeriche (la forma è ottenuta attraverso la degradazione termica).

progressiva del modella causata dal calore ceduto dal fuso).

17. Tipi di modelli permanenti

Le tecniche di fusione in forma permanente si differenziano da quelle in forma transitoria per il fatto che la forma è realizzata in lega metallica, normalmente acciaio legati o ghise speciali; in modo da essere utilizzata per un numero elevato di getti uguali. L'elevato costo di lavorazione di questo tipo di forma rende questi procedimenti economicamente giustificabili nella produzione in serie. Questo tipo di formatura ben si presta all'automazione delle varie operazioni di colata, ma per ragioni di ingombro vengono colati solo pezzi di dimensione medio - piccola. Il fatto che la forma sia realizzata in materiale metallico fa sì che la struttura cristallina dei getti sia fine, un vantaggio della resistenza meccanica.