L'erogazione, nota anche come incollaggio, applicazione di adesivo, rivestimento, sigillatura o gocciolamento, è un processo mediante il quale adesivo, olio o altri liquidi vengono applicati, sigillati o gocciolati sui prodotti per fornire funzioni come incollaggio, sigillatura, isolamento, fissaggio, e levigare le superfici. Questo processo è ampiamente applicato e costituisce un aspetto integrale dei processi di produzione automobilistica.
L'erogazione può essere eseguita manualmente o con robot automatizzati. Nella produzione automobilistica, la distribuzione automatizzata tramite robot è generalmente preferita a causa dei volumi e dei ritmi elevati, nonostante i costi più elevati e le significative sfide tecniche. L'erogazione automatizzata si basa in genere sul controllo pneumatico per spingere fuori l'adesivo entro tempi predeterminati, garantendo teoricamente un volume costante ogni volta. La regolazione della pressione dell'aria, dei tempi e la selezione degli ugelli ad ago appropriati possono regolare il volume di ciascun ciclo di erogazione. Tuttavia, durante la produzione effettiva possono sorgere varie sfide che pongono ostacoli tecnologici critici.
La ricerca identifica diversi fattori ritenuti problematici durante l'erogazione:
- Coerenza dell'erogazione
- Precisione di erogazione
- Manutenzione dell'equipaggiamento
- Aumento del ritmo di produzione
- Spreco di adesivo
- Formazione degli operatori
- Rilavorazioni e riparazioni
- Coerenza dell'erogazione
Nella produzione in piccoli lotti, l’incoerenza è un problema comune e impegnativo. Circa il 44% degli intervistati ha indicato che, a causa della produzione in piccoli lotti, le operazioni manuali sono spesso preferite rispetto ai robot automatizzati. La coerenza tra ciascun pezzo è la sfida più grande con i metodi manuali a causa dei cambiamenti del personale che influiscono sulla coerenza.
Tuttavia, l’uso di apparecchiature automatizzate avanzate allevia in qualche modo i problemi di coerenza. Tra gli intervistati che utilizzano dispenser da banco alimentati ad aria, il 37% ha identificato la coerenza come una sfida. Tra coloro che utilizzano sistemi con valvole pneumatiche, il 32% ha citato la coerenza come una sfida, mentre solo il 26% degli intervistati che utilizzano sistemi di erogazione a spostamento positivo la considera una sfida.
Sebbene il miglioramento delle apparecchiature di erogazione possa risolvere i problemi di coerenza, anche l’adesione a semplici linee guida, come la risoluzione dei problemi delle bolle d’aria, può fare progressi. Ridurre al minimo le bolle d'aria nei fluidi prima dell'erogazione è fondamentale per un'erogazione accurata.
Precisione di erogazione
La precisione di erogazione è un altro problema comune. Analogamente alla coerenza, il 41% degli intervistati che hanno risposto alle operazioni manuali e il 35% degli utenti dell'erogazione pneumatica hanno identificato la precisione dell'erogazione come una sfida.
Quando si utilizzano sistemi di valvole pneumatiche, come valvole a membrana e sistemi con valvole a spillo, i problemi di precisione sono meno pronunciati. Alcuni produttori utilizzano sistemi di getto avanzati, come valvole a getto pneumatiche elettroniche e valvole a getto piezoelettriche, per migliorare significativamente la precisione.
Anche i progressi nelle macchine di distribuzione pneumatica contribuiscono a migliorare la precisione. I miglioramenti del software consentono a molte macchine di eseguire operazioni di erogazione multipunto, accelerando le velocità di produzione.
Anche le bolle d'aria negli adesivi influiscono sulla precisione dell'erogazione. La rimozione dell'aria dai fluidi prima dell'erogazione è fondamentale per un'erogazione accurata.
Manutenzione dell'equipaggiamento
La manutenzione delle apparecchiature è sempre stata impegnativa, poiché comporta smontaggio, pulizia, lubrificazione e manutenzione durante i tempi di fermo. A differenza dei punti precedenti, i metodi di erogazione automatizzata aumentano la difficoltà di manutenzione delle apparecchiature.
Nel 2017 e nel 2018, rispettivamente il 46% e il 45% degli intervistati hanno ritenuto che la manutenzione dei sistemi di erogazione a spostamento positivo fosse la sfida principale.
Inoltre, il 39% e il 33% degli intervistati rispettivamente nel 2017 e nel 2018 consideravano una sfida la manutenzione dei sistemi di valvole pneumatiche.
Inoltre, il 35% degli intervistati nel 2018 ha ritenuto particolarmente difficile la manutenzione delle apparecchiature del sistema di valvole a getto pneumatico.
Rispetto alle valvole pneumatiche e ai sistemi con valvole a getto, un numero maggiore di intervistati ritiene che i sistemi di erogazione a spostamento positivo siano più problematici a causa dei loro componenti più complessi, che richiedono più tempo per lo smontaggio e la pulizia. Tuttavia, il vantaggio dei sistemi a spostamento positivo risiede nella loro capacità di fornire un'erogazione continua e ripetibile indipendentemente dalla viscosità del fluido o dai cambiamenti nel tempo.
Gli ultimi progressi nella tecnologia di erogazione, comprese le valvole pneumatiche e le valvole a getto piezoelettriche, riducono i tempi di manutenzione attraverso un design innovativo del prodotto. I morsetti a rilascio rapido integrati nei design delle valvole consentono agli operatori di rimuovere rapidamente il fluido durante l'installazione della valvola nel sistema di automazione, eliminando la necessità di smontaggio per pulizia e ripristino, risparmiando così una notevole quantità di tempo di manutenzione. Infatti, con un'adeguata preparazione è possibile ottenere un passaggio fluido tra più fluidi, riducendo al minimo i tempi di inattività a pochi minuti.
Accelerare il ritmo di produzione
Per alcuni fornitori di componenti, aumentare la velocità di produzione è una priorità assoluta a causa dell'elevata domanda che garantisce la vendita dei prodotti non appena vengono prodotti. Eventuali tempi di inattività equivalgono a una perdita di entrate. Nel 2018, circa il 44% degli intervistati ha indicato che l’accelerazione del ritmo di produzione era la loro sfida principale. Tra gli intervistati che utilizzano sistemi di automazione da banco, il 43% ha espresso l’urgente necessità di aumentare la velocità di produzione.
In genere, quando sono richiesti volumi di produzione più elevati, l’utilizzo di sistemi di automazione da banco consente ai robot di erogare fluidi in lotti, sostituendo le modalità uno a uno e aumentando significativamente la velocità di produzione.
Gli intervistati considerano la velocità di produzione un punto dolente dei sistemi di distribuzione automatizzata, probabilmente perché i produttori progettano intenzionalmente velocità di movimento dei robot affinché siano lente, senza superare le soglie di sicurezza, evitando così la necessità di racchiuderli in sistemi di protezione di sicurezza.
I più recenti robot di erogazione da banco sono progettati specificamente per abbreviare i cicli di erogazione. Questi nuovi robot utilizzano azionamenti con viti a ricircolo di sfere anziché a cinghia per un posizionamento più rapido e preciso. Alcuni modelli possono raggiungere una ripetibilità di posizione di ±0,003 millimetri.
Sprechi e formazione
Infine, preoccupazioni degne di nota includono sprechi di adesivo, formazione degli operatori, rilavorazioni e scarti.
Sebbene lo spreco di adesivo possa sembrare insignificante, esso si accumula nel tempo, comportando costi significativi. Un metodo comune per ridurre gli sprechi di adesivo consiste nell'utilizzare componenti di erogazione monouso, come siringhe e pistoni, progettati per prevenire eventuali residui di adesivo dopo l'erogazione. Alcune parti sono progettate specificatamente per ridurre al minimo gli sprechi. Anche linee di alimentazione più corte tra i serbatoi dei fluidi e le valvole di erogazione possono contribuire a ridurre gli sprechi. L'uso di valvole di erogazione specializzate può anche contribuire a una distribuzione ottimale dell'adesivo, riducendo al minimo gli sprechi.
La formazione dei lavoratori è sempre stata una sfida in qualsiasi apparecchiatura o applicazione di processo e l'erogazione non fa eccezione, soprattutto per i sistemi di getto complessi e i robot da banco. Un modo per superare questo problema è collaborare con i fornitori di apparecchiature di erogazione per fornire formazione ai dipendenti durante la fornitura, i test e il debug delle apparecchiature, generando parametri documentati durante i test che servano da guida per la formazione degli operatori. Gli aggiornamenti del software possono anche ridurre significativamente i tempi di formazione degli operatori. Alcuni fornitori di apparecchiature investono molto nello sviluppo di interfacce software intuitive per semplificare la configurazione e la programmazione dei robot di distribuzione, riducendo così la necessità di formazione degli operatori.
