Scegliere tra carpenteria saldata, getto e pezzo ricavato dal pieno
Tre strade possono produrre lo stesso pezzo strutturale. Quale sia la più economica lo decidono soprattutto dimensioni e quantità, e la decisione viene di solito presa prima che qualcuno guardi una tariffa macchina.
Le tre strade, un paragrafo ciascuna
Una carpenteria saldata lavorata è lamiera, tubo o profilato tagliati a misura, saldati nella forma voluta, di solito distensionati, poi lavorati dove la tolleranza deve tenere. Si acquistano materiale e manodopera. Non ci sono attrezzature da pagare oltre alle maschere.
Un getto viene colato in forma vicina a quella finale in uno stampo ottenuto da un modello o da una conchiglia, poi lavorato sulle superfici che contano. Si paga il modello una volta e poi, ogni volta, un pezzo più economico e più rapido.
Un pezzo ricavato dal pieno viene ottenuto da un unico blocco o da una lamiera spessa. Nulla viene unito, nulla si deforma per effetto della saldatura, e si paga ogni chilogrammo di materiale che finisce in trucioli.
Dimensioni: dove vince la carpenteria saldata
Oltre all’incirca un cubo di 300 mm di lato, lavorare dal pieno comincia a sembrare assurdo. Si acquista un blocco, si paga per asportarne la maggior parte e si paga di nuovo per le ore macchina che eseguono l’asportazione. Una struttura saldata acquista lamiera a prezzo di lamiera e taglia solo dove serve un utensile.
Anche i getti crescono di scala, ma ogni aumento di dimensione fa salire il costo del modello, restringe le fonderie in grado di gestirlo e aumenta il rischio. Un basamento macchina di 3 m come getto è un progetto serio con tempi seri. Come carpenteria saldata è un martedì qualunque per un’officina con un reparto abbastanza grande e una gru abbastanza potente.
C’è anche un limite pratico sul lato della lavorazione. Un telaio si può saldare molto più grande di quanto si possa lavorare in un solo piazzamento, ed è per questo che ingombro e numero di piazzamenti incidono sull’offerta più della saldatura.
Quantità: dove vince il getto
Il costo di modello e stampo si paga prima che esista il primo pezzo buono. Distribuito su 20 pezzi fa male. Distribuito su 2.000 scompare.
I getti escono inoltre più vicini alla forma finale, quindi per ogni pezzo c’è meno da lavorare e meno materiale da acquistare. Su un progetto stabile e ripetitivo, con volumi reali, questo vantaggio per pezzo si moltiplica.
La domanda da porsi non è «quanti quest’anno» ma «quanti prima che il progetto cambi». Un pezzo che verrà rivisto tra diciotto mesi non dovrebbe pagare un modello.
Tempi e primo pezzo
| Strada | Percorso tipico fino al primo pezzo |
|---|---|
| Carpenteria saldata | File di taglio, maschere, saldatura, distensione, lavorazione. Settimane. |
| Getto | Modello o stampo, getto campione, approvazione, produzione, lavorazione. Mesi. |
| Ricavato dal pieno | Ordine del materiale, programmazione, taglio. Giorni. |
Ecco perché prototipi e preserie escono così spesso come carpenterie saldate anche quando la produzione prevede un getto. Si ottiene un pezzo reale, nel materiale reale, con la rigidezza reale, prima di impegnarsi sul modello.
Modifiche di progetto dopo l’avvio
Una modifica di progetto su una carpenteria saldata è un nuovo file di taglio e forse una nuova maschera. Su un getto è una modifica del modello o un nuovo modello, più una nuova approvazione campionatura. Su un pezzo lavorato è un nuovo programma, a meno che la modifica non richieda un blocco più grande.
Se il prodotto è giovane e il progetto è ancora in movimento, questa flessibilità vale denaro vero e raramente compare in un confronto di prezzi.
Il caso del basamento macchina
I basamenti delle macchine utensili sono il punto in cui questo ragionamento diventa interessante, perché la rigidezza non è l’unica cosa che si acquista.
L’acciaio ha un modulo elastico circa doppio rispetto alla ghisa grigia, quindi una carpenteria saldata in acciaio ben progettata può essere più rigida del pezzo in ghisa che sostituisce, a parità di peso. Ciò che porta la ghisa è lo smorzamento interno. L’energia di vibrazione che entra in una struttura in ghisa si estingue più rapidamente che in una struttura saldata in acciaio, e su una macchina che asporta metallo questo conta.
I costruttori di carpenterie aggirano il problema. Una carpenteria saldata scatolata con nervature interne, riempita con un materiale smorzante come una miscela di resina epossidica e inerti, ottiene la rigidezza dell’acciaio e recupera buona parte dello smorzamento. È una scelta di progetto con compromessi reali, e conviene deciderla prima di quotare il telaio, non dopo la prima prova di vibrazione.
Convertire un getto in carpenteria saldata
Succede quando una fonderia esce dal mercato, un tempo di consegna diventa impossibile o una previsione di volumi crolla. Si può fare e non è uno scambio di disegni.
Cosa cambia:
- Spessori di parete. Le pareti dei getti sono spesso più spesse di quanto serva a un equivalente saldato, perché un getto deve riempirsi. Riportare gli spessori di fusione sulla lamiera spreca peso e tempo di saldatura.
- Raggi e raccordi. I raggi generosi della fusione diventano un elemento lavorato o un profilo di saldatura. Nessuna delle due cose è gratuita.
- Riferimenti. Un getto viene di solito posizionato sulle superfici grezze per la prima operazione. Una carpenteria saldata ha bisogno di riferimenti su cui una maschera possa appoggiare e che verranno lavorati.
- Deformazione. Un getto non viene saldato, quindi non si deforma per la saldatura. Una carpenteria saldata sì, e questo fa entrare in gioco sovrametallo di lavorazione e distensione.
Metta a budget ore di ingegneria per la conversione. I pezzi che vanno male sono quelli per cui il disegno del getto è stato inviato senza modifiche chiedendo al costruttore di farlo funzionare.
Una regola decisionale breve
- Grande, volumi bassi o medi, progetto ancora in movimento: carpenteria saldata.
- Piccolo, tolleranza stretta, nessun giunto ammesso: ricavato dal pieno.
- Progetto stabile, volumi reali, forma complessa, pazienza per le attrezzature: getto.
Se il Suo pezzo è al confine, lo invii come richiesta di offerta per carpenteria saldata e chieda alle officine che quotano cosa cambierebbero per renderlo più economico. I costruttori che lavorano anche a macchina vedono entrambe le metà del costo e Le diranno quando il pezzo appartiene a un’altra strada.
Invii il Suo disegno e La abbineremo a officine che lo saldano e lo lavorano nello stesso stabilimento.
Domande frequenti
Da quale quantità un getto batte una carpenteria saldata?
Non esiste un numero fisso, perché il punto di incrocio si sposta con il prezzo delle attrezzature. Una carpenteria saldata non ha costi di modello e un getto ne ammortizza uno, quindi la domanda è quanti pezzi produrrà prima che il progetto cambi. Se la risposta è qualche decina in diversi anni, di solito vince la carpenteria saldata.
Una carpenteria saldata è meno rigida di un getto?
Non di per sé. L'acciaio ha un modulo elastico circa doppio rispetto alla ghisa grigia, quindi una struttura saldata in acciaio può essere resa più rigida a parità di chilogrammi. Ciò che la ghisa fa meglio è smorzare le vibrazioni, ed è per questo che in alcune applicazioni i basamenti delle macchine utensili sono ancora fusi.
Posso convertire un getto esistente in una carpenteria saldata?
Spesso sì, ed è una scelta comune quando una fonderia abbandona un pezzo o un tempo di consegna diventa impossibile. Si tratta di una riprogettazione più che di una sostituzione, perché gli spessori di parete, i raggi e i riferimenti adatti a un getto raramente sono adatti a una carpenteria.
Le serve un’offerta per questo pezzo?
Invii il disegno. La abbiniamo a un massimo di 3 officine che lo saldano e lo lavorano internamente, e rispondiamo entro 24 ore lavorative.
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