La Risposta: Comunicazione e Pianificazione Avanzata della Qualità
Il trattamento termico conferisce resistenza ad usura, sviluppa eccellenti proprietà meccaniche e aumenta la resistenza a fatica.
Il trattamento termico, però, è anche fonte di molti problemi e di potenziali insidie tra i quali una quantità imprevedibile di distorsioni e deformazioni. Oltre alla distorsione causata dal trattamento termico in sé, le tensioni residue che sono già presenti nel particolare e indotte da lavorazioni precedenti (come, ad esempio, la produzione dell’acciaio, la forgiatura, le lavorazioni meccaniche e la rettifica) saranno rilasciate durante questa fase e si manifesteranno sotto forma di un ulteriore e imprevedibile deformazione che il trattamentista non può controllare.
Il raggiungimento di tutti i requisiti può tramutarsi in una sfida per chi definisce tutti i processi di produzione dell’ingranaggio.
Fase 1: Lasciare che il trattamentista esegua una valutazione sulla fattibilità e sulle richieste specifiche. Alcune domande che dovrebbero essere sollevate sono:
La posizione e l’orientamento degli ingranaggi durante il trattamento termico svolge un ruolo di estrema rilevanza sul risultato finale. Alberi lunghi e alcuni ingranaggi è preferibile posizionarli verticalmente per garantire i migliori risultati in termini di deformazione e di buona uniformità di riscaldamento e tempra. Segni o ammaccature possono verificarsi come risultato di contatti tra i denti o tra i denti e l’attrezzatura inoltre se non viene garantita un adeguata separazione dei particolari non si consente un buon flusso dell’atmosfera e del mezzo temprante. D’altro canto ingranaggi di diametro maggiore con fori passanti potrebbero avere risultati migliori in termini di cilindricità e circolarità se posizionati appoggiati in cesti invece che appesi. La progettazione e lo sviluppo di attrezzi di fissaggio e rastrelliere per ogni geometria specifica di particolare è fondamentale verso il raggiungimento di tolleranze dimensionali ristrette e garantire una buona uniformità dei risultati in un intera carica di ingranaggi. Di conseguenza sarebbe opportuno progettare e realizzare le migliori attrezzature per ogni particolare.
Fase 2: La campionatura come Studio di Processo
Le campionature sono una buona idea per lo sviluppo di un processo, in quanto consentono al trattamentista di eseguire prove, misurare i risultati del processo e di mettere a punto tutti i parametri di trattamento termico. Generalmente sono necessarie più campionature prima dell’esecuzione del PPAP; questo non deve essere considerato come causa di ritardi o perdite di tempo ma come una visione completa del processo e delle sue variabili in modo che la produzione possa proseguire senza intoppi e con indici di capacità Cpk più elevati una volta avviata.
Fase 3: Eseguire il PPAP: l’ultimo passo per un buon processo di trattamento termico.
Per un buon PPAP sarebbe opportuno prevedere dei campionamenti con infornate a pieno carico sia si tratti di forni discontinui sia si tratti di forni continui, infatti, l’esecuzione di campionature di qualche pezzo o piccole parti di un’intera carica potrebbero non dare gli stessi risultati della carica interamente dedicata. Molto spesso i produttori d’ingranaggi richiedono campionature con piccole quantità perché o non hanno una grande quantità di particolari disponibili o perché non vogliono sacrificarne un gran numero. Il pericolo dell’esecuzione di cariche di prova di piccole dimensioni è che il forno e i particolari si possano riscaldare con gradienti di temperatura differenti rispetto a quando il forno è completamente carico. Discorso simile quando i particolari dovranno essere temprati o raffreddati; in questo caso potremmo assistere a velocità di raffreddamento differenti ad esempio fra i pezzi posti all’esterno e quelli al centro della carica. Le fasi di riscaldo e di spegnimento possono influenzare le proprietà finali con il rischio di ottenere risultati differenti soprattutto a livello dimensionale e di proprietà meccaniche. Se sottovalutiamo questo aspetto i risultati potrebbero variare rispetto al PPAP e queste differenze potrebbero esibirsi quando la produzione è a pieno ritmo e naturalmente potrebbero verificarsi numerosi scarti di produzione.
Tutti questi strumenti di comunicazione e di tecniche di progettazione della qualità avanzata, se impiegati correttamente, possono aiutare i tecnici che producono ingranaggi e i trattamentisti a identificare e risolvere eventuali problemi che possono verificarsi prima dell’inizio della produzione. Come trattamentisti notiamo che molti nuovi progetti nelle prime fasi avvengono senza comunicazione, senza una pianificazione avanzata della qualità e senza pianificazione in generale. In molti casi l’assenza di comunicazione nelle prime fasi della produzione porta a scarti e non-conformità da parte del produttore d’ingranaggi o dall’utente finale senza ben conoscerne le motivazioni o capire quali modifiche potrebbero essere apportate per soddisfare le specifiche. Comunicare con chi esegue quotidianamente trattamenti termici consente di eseguire una pianificazione avanzata della qualità la quale permetterà produzioni più “fluide”, una riduzione degli scarti e l’eliminazione dei vari “mal di testa da trattamento termico”.