GEA Refrigeration Germany GmbH di Berlino ha sostituito tre centri di lavoro un po' invecchiati con i nuovi centri di lavoro CNC HEC 630 Athletic ed HEC 800 Athletic. In questo modo, sono stati in grado di ridurre i tempi di lavorazione di circa il 40%, generando al contempo una capacità produttiva aggiuntiva nello stesso spazio.
Cosa hanno in comune una galleria del vento a Vienna, una stazione sciistica indoor a Dubai e le fiere di Stoccarda? Tutte si avvalgono di apparecchiature di raffreddamento GEA. Il gruppo tecnologico internazionale fornisce anche soluzioni per la refrigerazione e il condizionamento dell'aria adatte a molte altre applicazioni industriali, come i banchi di prova dei motori e le cabine di verniciatura, i magazzini e le catene del freddo per i prodotti alimentari come lo yogurt o il gelato.
Il cuore di queste unità è il compressore a vite di GEA, prodotto presso lo stabilimento di Berlino. Nel 2016 sono usciti dalla fabbrica circa 1500 compressori, in 28 modelli diversi che vanno da 280 m3 a 11.500 m3 di portata. Le loro caratteristiche speciali: alta efficienza e lunga durata.
Un compressore a vite di questo tipo è costituito essenzialmente da rotori e carter. Ogni costruttore tiene il profilo del rotore come un segreto particolarmente custodito, in quanto costituisce la pietra di fondazione dell'efficienza. Ma anche l'aspirazione, la pressione e i carter dei rotori hanno un deciso effetto sulla qualità. Devono essere rispettate strette tolleranze di forma e posizione, dalle facce delle flange fino ai fori di accoppiamento per i cuscinetti del rotore. Il Production Manager Hanno Heim spiega: "Il parallelismo degli assi è particolarmente importante per garantire anni di funzionamento senza problemi dei rotori. Ci stiamo quindi muovendo in aree con una precisione superiore a 20 µm per la posizione e superiore a 10 µm in termini di concentricità e angolarità."
Storia di successo
Maggiore redditività per metro quadro
I nuovi centri di lavoro HEC del Gruppo Starrag modernizzano la lavorazione dei getti più impegnativi
L'ammodernamento della lavorazione è una necessità
La lavorazione dei carter richiede molto alle macchine. Oltre alla già citata precisione, sono necessari alti livelli di affidabilità e lunghi percorsi di traslazione. Questo vale, ad esempio, per i compressori a vite di grandi dimensioni, i cui carter hanno un volume di circa un metro cubo e un peso di circa 1,5 tonnellate.
Per rendere più economica la lavorazione dei carter per l'intera gamma di prodotti, GEA ha deciso di fare della propria struttura di Berlino un impianto all'avanguardia. Dato che negli ultimi tempi i numeri erano cresciuti a tal punto da dover esternalizzare parte della produzione, il ritorno a una produzione interamente interna presupponeva l'aumento della capacità.
Il piano prevedeva la sostituzione di due centri di lavoro orizzontali ormai obsoleti, a partire dall'inizio del 2015. Ciò doveva servire a ridurre drasticamente i tempi di lavorazione (soprattutto i tempi di inattività), aumentare la precisione e dedicare particolare attenzione alla foratura profonda ad alta precisione. Anche un elevato livello di disponibilità della macchina rientrava nell'elenco dei requisiti, insieme al più avanzato sistema di controllo Siemens 840 D sl e al passaggio ai portautensili HSK-100. "Abbiamo considerato ogni dettaglio necessario a ottimizzare il processo di lavorazione", sottolinea Hanno Heim, Production Manager. "Quindi abbiamo confrontato accuratamente le macchine di diversi costruttori. Abbiamo anche studiato i tempi con un componente di riferimento e con tutti i processi di lavorazione necessari."
40%
Reduction of machining times
HEC 630 Athletic ha ottenuto i risultati migliori
Dopo la valutazione con un sofisticato sistema a punti, i dirigenti di GEA hanno deciso di acquistare dal Gruppo Starrag, leader tecnologico a livello globale nella produzione di macchine utensili di precisione. Prima è stato ordinato un centro di lavoro orizzontale HEC 630 Athletic seguito, pochi mesi dopo, da una HEC 800 Athletic per la lavorazione di pezzi di grandi dimensioni.
Sono diversi i fattori che hanno influito su questa decisione. Prima di tutto, la HEC 630 prometteva un risparmio di tempo calcolato del 36% rispetto al processo di lavorazione precedente. In confronto, i concorrenti più vicini offrivano solo tra il 30% e il 32%. Il centro di lavoro Heckert si è classificato al primo posto nella valutazione tecnica delle macchine e, considerando le buone esperienze precedenti, una nuova collaborazione con il Gruppo Starrag era molto invitante.
Da un punto di vista tecnico, la HEC 630 ha trionfato per il suo design. La configurazione degli assi la rende estremamente stabile: gli assi X e Y nell'utensile e l'asse Z nella tavola. I componenti principali sono rigidi e termosimmetrici. Insieme agli azionamenti digitali in CA, alle guide profilate e ai mandrini con vite a ricircolo di sfere (montati con la massima precisione su tutti gli assi lineari), questo costituisce una solida base per una lavorazione sicura.
Nella decisione era stato coinvolto anche Burghardt Krüger, un ingegnere di processo che per molti anni si era occupato della lavorazione dei carter presso GEA. Egli ha sottolineato un punto di forza che gli altri costruttori non hanno: "Il Gruppo Starrag propone un cannotto anche sui suoi centri di lavoro HEC 630 e 800 di medie dimensioni. Per i nostri fori profondi, questo è un enorme vantaggio perché ci permette di utilizzare utensili corti e compatti che garantiscono livelli elevati di precisione e affidabilità del processo." L'alternativa al cannotto (125 mm di diametro e 500 mm di lunghezza) è l'uso di utensili lunghi e pesanti. Oltre a essere più costosi, tendono a vibrare e a piegarsi, aumentando le probabilità che la lavorazione risulti imprecisa.
Grande area di lavoro e comoda raccolta dei trucioli
Burghardt Krüger ha parlato anche dell'area di lavoro, un altro dettaglio importante: "Con la serie HEC, il Gruppo Starrag è riuscito ad aumentare notevolmente, rispetto ai modelli precedenti, il campo di interferenza e i percorsi di traslazione. Ciò significa che possiamo scegliere una macchina più piccola rispetto al passato, il che è molto utile quando lo spazio di installazione è limitato."
L'area di lavoro, inoltre, è concepita in modo che i trucioli cadano liberamente nel convogliatore posizionato centralmente. Ciò evita che i trucioli si accumulino nell'area di lavoro e mettano a rischio l'affidabilità del processo. Krüger valuta positivamente anche l'uso di lamiere fisse al posto delle coperture telescopiche perché proteggono meglio gli elementi funzionali da trucioli e refrigerante. Questo, oltre a rendere più rapide accelerazioni e traslazioni, riduce i costi di manutenzione.
Dopo la positiva valutazione della HEC 630, GEA ha deciso di acquistare una seconda macchina della stessa gamma: una HEC 800 Athletic attrezzata per la lavorazione di carter di grandi dimensioni, con asse Z esteso e tavola in grado di sostenere fino a 2,5 tonnellate.
Un avvio più rapido della produzione in serie
La HEC 630 ha iniziato a lavorare nel mese di febbraio 2015 e la HEC 800 a luglio. La messa in servizio si è svolta senza problemi per entrambe le macchine. La produzione in serie è potuta iniziare pochi giorni dopo la consegna, anche grazie al supporto tecnico fornito dagli specialisti dei centri di lavoro orizzontali di Chemnitz. Si trattava di preparare la sequenza di lavoro per i diversi carter, controllare gli utensili in uso, avviare il programma e, infine, ottenere un buon pezzo.
Ronny Kolbe sta lavorando molto per i nuovi centri di lavoro HEC. Lo specialista in pianificazione e controllo della produzione collabora con Burghardt Krüger per creare e ottimizzare i programmi CNC. Cita anche un'altra caratteristica che ha già dimostrato il suo valore – il magazzino utensili da 240 posizioni, in grado di gestire automaticamente utensili che possono arrivare a 340 mm di diametro e 800 mm di lunghezza: "Questa capacità ci rende molto flessibili e ci permette di non dover riattrezzare continuamente, anche per le serie più piccole. Siamo anche riusciti a ridurre le procedure di bloccaggio di ogni carter da tre a due." Nonostante la sua grande capacità, il magazzino a torre occupa meno spazio rispetto ad altre soluzioni e anche questo è un aspetto importante. Inoltre, gli utensili possono essere caricati e scaricati in tempo mascherato.
Il nuovo sistema di controllo Siemens 840 D sl è stato piuttosto apprezzato dagli operatori alla macchina. Anche se nelle macchine precedenti era installato un Siemens CNC 840 D, l'ultima generazione consente di lavorare ancora meglio, come spiega Ronny Kolbe: "Il pannello di controllo è stato riprogettato. L'ampio schermo e il software operativo implementato facilitano il lavoro, anche grazie ai numerosi pittogrammi. Anche le opzioni di simulazione sono state notevolmente migliorate. Inoltre, gli operatori possono diagnosticare rapidamente i guasti attraverso la guida e le procedure di assistenza."
Risparmi di oltre il 40%
I risultati degli interventi di ammodernamento sono soddisfacenti: In pratica, i tempi di lavorazione dei carter di GEA Grasso serie M sono diminuiti di circa il 45% sulla HEC 630. E della stessa entità sono i risparmi per i compressori a vite XL della gamma GEA Grasso LT, lavorati sulla HEC 800. Sono stati risultati pratici come questi a convincere la direzione a sostituire un'altra macchina prima del previsto. Nel mese di dicembre 2016, la Heckert CWK 1000 ha fatto spazio a un'altra HEC 800 nella fabbrica GEA di Berlino. I tempi di lavorazione più brevi non si limitano a ridurre i costi ma aumentano a tal punto la capacità di produzione che le lavorazioni prima esternalizzate possono finalmente essere effettuate all'interno.
Inoltre, il nuovo investimento apre le porte dell'impianto GEA di Berlino al futuro e a Industria 4.0. Questo è il motivo per cui il responsabile della manutenzione, Manuel Marks, è contento di occuparsi di queste tre nuove macchine: "Questi centri possono essere monitorati a distanza con Starrag Connect. Ciò significa che, con un tablet e una connessione a Internet, posso accedere ai parametri operativi come, ad esempio, il programma pezzi, la velocità del mandrino, il blocco NC, l'utensile, ecc. in qualsiasi momento e da qualsiasi luogo. E se GEA decidesse di potenziare ulteriormente la produzione con altre macchine del Gruppo Starrag, queste potrebbero essere integrate senza problemi nel sistema Starrag Connect. La manutenzione preventiva è stata sostituita dalla manutenzione basata sulle condizioni grazie al fatto che, attraverso sensori di temperatura e vibrazioni, posso monitorare costantemente lo stato della macchina. L'usura e la mancanza di lubrificazione vengono rilevate dal software e ciò mi consente di intervenire sempre al momento giusto." Il software segnala anche i guasti, visualizza i messaggi di errore e permette di accedere direttamente, se necessario, alla documentazione della macchina.
GEA - Profilo dell'azienda
Tecnologia di refrigerazione e condizionamento dell'aria del Gruppo GEA
GEA è un gruppo tecnologico internazionale che si dedica, in particolare, alla tecnologia di processo e ai componenti per processi di produzione complessi in vari mercati finali. Nel 2016, il gruppo contava circa 17.000 collaboratori e il fatturato si aggirava intorno ai 4,5 miliardi di euro, dei quali oltre il 70% proveniva dalla crescita a lungo termine dell'industria alimentare.
Nel campo delle tecnologie di condizionamento dell'aria e refrigerazione industriale, GEA è il numero 1 in Europa e il numero 3 nel mondo. E GEA Refrigeration Germany GmbH a Berlino è, per diversi aspetti, il centro di eccellenza per soluzioni di questo tipo. I compressori a vite prodotti qui vengono distribuiti agli impianti di GEA in Germania, America e Asia - che si occupano anche dell'assistenza - prima di essere installati nelle industrie alimentari e chimiche, negli edifici adibiti a uffici e magazzini o sui mezzi di trasporto marittimo.