Taglio dei metalli sostenibile: per le persone, per il pianeta e per la redditività
Quando si lavora il metallo, una scelta sbagliata dell'utensile o della strategia di lavorazione può fare la differenza tra successo e fallimento. Materiale scartato, scarsa produttività e componenti scartati sono tutti segni di un processo di lavorazione inadeguato. Sono anche segni di una lavorazione non sostenibile. Con gli utensili e i processi giusti, si possono ottenere molti guadagni in termini di sostenibilità quando si taglia il metallo. Ma molte officine meccaniche non hanno una chiara consapevolezza di questi vantaggi. Qui Matilda Gynnerstedt, Head of Product Management per la tornitura presso Sandvik Coromant, analizza gli utensili e le tecnologie che favoriscono la produttività, riducono gli scarti e migliorano la sostenibilità nel taglio dei metalli.
I metalli sono la spina dorsale del mondo industrializzato odierno. Dall'acciaio nei nostri edifici e l'alluminio nelle nostre auto, al titanio negli aerei moderni e il rame che si trova nell'elettronica, i metalli sono importanti elementi nella nostra economia. E la loro importanza non è destinata a diminuire. Mentre i governi di tutto il mondo attuano piani di decarbonizzazione, la domanda di tecnologie rinnovabili vedrà la nostra dipendenza dai metalli continuare ad aumentare. Infatti, la Steel and Iron Technology Roadmap dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) riporta che la domanda globale di acciaio aumenterà di oltre un terzo da qui al 2050.
Ma, con l'aumento della domanda di metallo, aumenteranno anche le aspettative su come i metalli vengono acquistati, prodotti e utilizzati nella produzione.
Progressi
La produzione di metalli è stata a lungo considerata un processo ad alta intensità di carbonio. Anche se è vero che la produzione di acciaio produce molte emissioni, l'industria ha fatto passi da gigante verso la riduzione del suo impatto. Gli acciai verdi, per esempio, sostituiscono il carbone da coke, tradizionalmente necessario per la produzione di acciaio basato sui minerali, con elettricità rinnovabile e idrogeno. Questo può ridurre drasticamente le emissioni di carbonio durante il processo di produzione del metallo.
Mentre le recenti innovazioni, come l'acciaio “verde”, potrebbero portare a un futuro più sostenibile per l'industria dei metalli, ci sono diverse altre tecnologie che possono rendere i processi di lavorazione dei metalli maggiormente sostenibili. I produttori devono diventare più consapevoli di questi metodi se vogliono affrontare le sfide di sostenibilità di domani.
L'utensile giusto per il lavoro
Per le officine meccaniche incaricate di tagliare metalli difficili da lavorare nelle forme desiderate, con tolleranze strette e la massima qualità superficiale, gli utensili e le competenze giusti sono essenziali. In particolare, l'utensile dovrebbe aiutare a rendere il processo di lavorazione più efficiente e meno dispendioso, e supportare importanti benefici in termini di sostenibilità.
Lo scarto dei componenti è un fattore che impedisce a un'officina di raggiungere le massime prestazioni. Le situazioni comuni che portano allo scarto includono l'uso di utensili errati, errori umani nella programmazione della macchina e variazioni impreviste nella materia prima che causano problemi di lavorazione imprevedibili. Inoltre, i rifiuti hanno un grave impatto sull'ambiente se non vengono riciclati. Infatti, la Banca Mondiale stima che i rifiuti prodotti dall'industria, su scala globale, siano 18 volte di più dei rifiuti solidi prodotti dai Comuni di tutto il mondo.
Se le officine meccaniche vogliono ridurre gli scarti, devono implementare la configurazione degli utensili e i dati di taglio corretti. L'incapacità di assicurare questi fattori può provocare un'usura disomogenea degli utensili e una durata imprevedibile degli inserti; questo porta al rigetto dei componenti e, a sua volta, agli scarti.
La scelta dell'utensile è particolarmente importante per ridurre gli scarti nella tornitura, una comune operazione di lavorazione al tornio. Una tornitura efficiente dell'acciaio può essere ottenuta riducendo gli scarti e il rigetto dei componenti, nell'ambito di una strategia efficace per ridurre il costo di produzione di una lavorazione esistente. La strategia potrebbe includere la massimizzazione dell'uso della macchina o la selezione di soluzioni di utensili più affidabili, come l'inserto, per ridurre il costo per pezzo.
Ma quali sono le caratteristiche di un utensile più affidabile? Le qualità di tornitura che forniscono una vita prevedibile dell'utensile, con un buon controllo dei trucioli, dovrebbero essere prese in considerazione per una lavorazione sicura e produttiva. La selezione di un utensile con una vita più lunga, combinata con una maggiore resistenza all'usura e al calore, può produrre benefici tangibili come la riduzione delle interruzioni non pianificate, o la riduzione degli sprechi dal materiale del pezzo o dall'inserto in metallo duro in sé. Queste sono tutte precondizioni necessarie per una lavorazione sostenibile. Anche l'impegno di Sandvik Coromant a utilizzare materiali riciclati nelle nostre qualità di tornitura è un fattore importante per rendere più sostenibile la produzione dei nostri clienti. Uno dei criteri del nostro progetto di sviluppo è quello di aumentare l'uso di materiale riciclato nei nostri utensili, nonché di ridurre gli scarti.
Smussare i punti deboli
La consapevolezza della sostenibilità sta guadagnando slancio praticamente in tutti i settori, e lo stesso vale per la trasformazione digitale. In un sondaggio condotto su più di 400 aziende manifatturiere globali, il 94% degli intervistati ha indicato che l'Industria 4.0 ha contribuito a mantenere le loro attività operative durante la pandemia. Le sfide legate al COVID-19 sono servite anche come campanello d'allarme per i produttori che sono rimasti indietro nell'implementazione delle strategie dell'Industria 4.0.
I vantaggi dell'Industria 4.0 per i produttori sono ormai ben noti: aiuta i manager e i lavoratori a prendere decisioni più informate, porta a una maggiore produttività, può ridurre gli errori di produzione e supporta una redditività più elevata. Ma un beneficio meno noto dell'Industria 4.0 è il ruolo cruciale che gioca nella sostenibilità.
Storicamente, i responsabili degli impianti hanno basato le decisioni in materia di lavorazione sull'iniziativa e l'esperienza dei loro lavoratori. Le macchine connesse attraverso l'Internet of Things (IoT), d'altra parte, possono migliorare la preziosa esperienza dei lavoratori per offrire nuove possibilità di trasparenza, pianificazione ottimizzata e produzione snella. Con questo in mente, oggi, ci sono una serie di servizi digitali che possono aiutare i produttori a implementare processi di produzione più sostenibili.
Un buon punto di partenza per qualsiasi strategia di sostenibilità è condurre un audit dello stato attuale di un impianto con approfondimenti basati sui dati. Questo approccio è in grado di identificare diverse aree di inefficienza che potrebbero ostacolare la produttività e la sostenibilità di un'officina meccanica. Per esempio, se un impianto sta riscontrando un'usura prematura degli utensili, finiture superficiali inferiori alla media o elevati tempi di fermo macchina, i dati raccolti attraverso i sensori possono aiutare gli operatori ad apportare miglioramenti informati al processo di lavorazione contribuendo a ridurre gli sprechi e ad aumentare l'efficienza energetica.
Il Programma PIP (Productivity Improvement Programme) CoroPlus® rappresenta una soluzione a questi punti deboli. Il Programma PIP è un processo collaudato e strutturato che può essere eseguito su una singola macchina, una catena di processi o nell'intero stabilimento. Per iniziare il processo, gli esperti di Sandvik Coromant identificano le inefficienze nella produzione e, a questo fine, Sandvik Coromant installa soluzioni di monitoraggio delle macchine che forniscono dati in tempo reale. Questi dati sono accessibili in remoto per fornire un'analisi approfondita di una cella di produzione completa, fino all'utensile da taglio.
Il programma PIP CoroPlus® può aiutare i produttori ad abbassare i costi e a ridurre le inefficienze, ma contribuisce anche a rendere il processo di produzione più sostenibile. Assicurandosi che le macchine funzionino nel modo più efficiente possibile e riducendo i tempi di lavorazione, il programma è in grado di eliminare gli sprechi e ridurre il consumo energetico. Non da ultimo, le risorse principali, le persone nel sito di produzione, avranno migliori condizioni di lavoro sapendo che i processi delle macchine sono fluidi, stabili e prevedibili.
Alcune decisioni sbagliate possono fare la differenza tra un taglio dei metalli produttivo e sostenibile e un processo di lavorazione con molti sprechi. Tuttavia, man mano che diventiamo più consapevoli dell'impatto della lavorazione dei metalli sull'ambiente, si stanno realizzando innovazioni che possono migliorare significativamente le credenziali di sostenibilità dell'industria. Questo include trovare modi più sostenibili non solo di produrre, ma anche di lavorare i metalli per le persone, il pianeta e la redditività.
Matilda Gynnerstedt
Matilda Gynnerstedt is Head of Product Management Turning at Sandvik Coromant
