Ultimo aggiornamento 22 Dicembre 2014
L’ESTRUSIONE NON E’ UN ARTE, MA UNA SCIENZA!
CORSO DI ESTRUSIONE TENUTO DALL’ING. MARIO MIANI
IN ITALIANO O IN INGLESE
Presso le ditte che lo richiedono o presso il CESAP a Zingonia
miani.mario@libero.it
Risparmio di Energia in estrusione
Per risparmiare energia, quando si estrude un qualsiasi Profilo di materiale plastico, (Film, Lastra, Tubo, Reggetta, Filato) deve essere usata una nuova tecnica Innovativa, che è
L’Estrusione del Futuro (EdF)
Qualsiasi siano i Profili che produce la vostra ditta l’ing. Mario Miani, Docente di Reologia Applicata all’Estrusione ai Corsi di Estrusione del CESAP e presso Ditte italiane ed estere, garantisce un risparmio di energia/Kg, che può superare il 5%, per produrre lo stesso profilo della stessa Qualità (aspetto e caratteristiche fisico meccaniche) usando le vostre linee condotte dai vostri operai seguendo la strategia che è suggerita da
L’Estrusione del Futuro (EdF).
E’ una strategia che, seguendo le leggi della Fisica e della Reologia, garantisce che la qualità di un qualsiasi profilo è quella desiderata ad ogni avviamento e per tutta la produzione.
Inoltre, agli stessi giri-vite, questa strategia innovativa garantisce risparmio di energia ed importanti aumenti di produzione. Come?
Ho un Know How garantito dalle leggi della Fisica e della Reologia.
Tutti sanno che l’estrusione è un processo assolutamente stabile.
L’EdF è la strategia di conduzione che prevede l’eliminazione di tutte le cause di instabilità per cui gli scarti possono essere causati solo durante l’avviamento e le fermate tecniche (cambio filtro) in quanto, alla portata stabilita, (a giri vite costanti) la qualità non cambia mai!
L’EdF, per esempio, suggerisce di estrudere con tutte le resistenze (estrusore ed attrezzature sino alla filiera) SPENTE per evitare che le oscillazioni di temperatura delle pareti (contro le quali scorre il fuso) cambino la “Qualità del fuso” e quindi per evitare che cambi la “Qualità del Profilo”, che dipende dalla Qualità del fuso!
CONSUMO DI ENERGIA PER RISCALDAMENTO
ZERO Kwh/Kg
Le pulsazioni
Le variazioni di portata, chiamate comunemente “pulsazioni”, sono sempre indesiderate, ma spesso sono tollerate perché sono ritenute una caratteristica dell’estrusione (o di quella linea di estrusione) e per ciò non eliminabili.
Questo concetto di ineluttabilità e di impotenza è assolutamente sbagliato e perciò deve essere sostituito con il seguente concetto che è invece assolutamente vero.
L’estrusione è un processo assolutamente stabile
Di conseguenza la quantità (peso) e la qualità del fuso (ossia la viscosità del fuso) che esce dall’estrusore non può cambiare senza una precisa causa.
Questo vuol dire che se c’è un cambiamento di quantità o di qualità del fuso c’è sicuramente stata una causa e quindi se ci sono pulsazioni c’è sicuramente una causa.
La mancata ricerca ed individuazione della causa è un atteggiamento sbagliato in quanto, la causa esiste ed è sicuramente individuabile e quindi eliminabile, è tanto sbagliato che, cambiando obiettivo, si potrebbe dire che la causa delle pulsazioni è il mancato intervento del responsabile.
Questo paragrafo si trova nella documentazione “Descrizione dell’estrusore e delle sue attrezzature” che l’Ing, Mario Miani fornisce a chi segue il suo corso sull’estrusione ed è stato inserito nel suo libro pubblicato.
"L’ESTRUSIONE CON PAROLE MIE" Manuale di Reologia Applicata all'Estrusione
SAPER ESTRUDERE e CONOSCERE L’ESTRUSIONE
Due anni fa ho scritto un articolo “Estrusione – Arte o Scienza?”, che invitava ad usare la reologia per affrontare i problemi dell’estrusione dei polimeri.
Oggi ritorno sull’argomento perché ritengo che il successo di una tecnologia come l’estrusione non può prescindere dalla conoscenza della scienza, la reologia, che ci insegna le leggi del flusso nei condotti (la testa di estrusione e la filiera sono condotti di forma speciale) e delle altre leggi della fisica come la trasformazione di energia elettrica in meccanica ed in termica che vengono applicate quando la tecnologia dell’estrusione viene attuata.
Saper estrudere non vuol dire conoscere l’estrusione .
L’estrusione dei polimeri è un processo che trasforma un polimero, allo stato solido, in un fuso che viene spinto dalla pressione generata dalla vite, attraverso le attrezzature poste a valle dell’estrusore.
Conoscere l’estrusione vuol dire sapere come e perché una determinata quantità “Q” di polimero solido si trasforma in un fuso che viene spinto fuori dalla filiera, quali azioni vengono esercitate dall’estrusore sul polimero e quali reazioni vengono messe in atto dalle molecole del polimero per contrastare quelle azioni, con il risultato che il polimero solido per effetto del lavoro subito e della energia accumulata si trasforma in una quantità “Q” di fuso ad una ben precisa temperatura e quindi in un polimero che esce dall’estrusore ad una ben precisa viscosità. Una viscosità che non può cambiare nel tempo se non cambiano le condizioni di estrusione, perché l’estrusione è un processo assolutamente stabile.
Una viscosità che è la qualità dell’estruso che esce dal complesso di estrusione per cui, con estrema sicurezza, si può affermare che se durante un’estrusione cambia la viscosità, ossia la temperatura del fuso, c’è sicuramente una causa e questa causa si può individuare.
Conoscere l’estrusione vuol dire conoscere la reologia, ossia come fluisce il fuso nelle teste, ad una certa portata qual è la sua velocità di taglio, ed a quella velocità di taglio qual è lo sforzo di taglio alla parete e quindi qual è la differenza di pressione necessaria per farlo fluire.
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Saper estrudere vuol dire saper intervenire sulle condizioni di lavoro in modo che la viscosità del fuso sia quella che permette di estrudere la maggior quantità possibile della migliore qualità.
Saper estrudere vuol dire applicare le leggi della reologia in modo da ottenere la qualità desiderata, senza conoscere la reologia. Infatti il flusso avviene secondo le leggi della reologia indipendentemente dalla volontà di chi estrude; chi conosce la reologia alla perfezione è proprio il polimero che non sa fluire se non seguendo quelle leggi.
L’esperto di estrusione conosce l’Arte e non la Scienza, è guidato dall’esperienza che ha acquisito facendo tanti tentativi che sono andati a buon fine ed avendo sempre meno delusioni. Purtroppo però chi si basa sull’esperienza aumenta le sue capacità solo facendo nuove esperienze, che solo raramente sono dei successi che gli insegnano qualcosa di nuovo. E’ comunque un procedimento di apprendimento lento che per effettuare dei tentativi innovativi presuppone la predisposizione al rischio di brutte figure.
Chi conosce l’estrusione e usa la scienza è in grado di sapere il risultato che otterrà senza fare delle prove pratiche, ma solo facendo simulazioni con il modello che si è costruito. Le prove pratiche gli servono solo per confermare la bontà della scelta o dell’idea su come migliorare la qualità o la quantità prodotta. I miglioramenti dei macchinari o della tecnologia si fanno a tavolino senza spreco di materie prime, senza impegnare delle linee che nel frattempo possono produrre.
Chi conosce l’estrusione impegna le linee di produzione per trovare, per ciascuna linea, le correlazioni tra le variabili e gli interventi effettuati, ossia, per quantizzare gli effetti che si sa che sicuramente ci saranno e che sicuramente si ripeteranno come qualità ed entità, anche in futuro, perché l’estrusione è un processo stabile che a parità di condizioni garantisce la stessa qualità . Per esempio è importante impegnare una linea per sapere di quanto cambia la temperatura del fuso, ossia la qualità dell’estruso, per una determinata variazione di pressione alla fine della vite.
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Nell’articolo “Estrusione – Arte o Scienza?” ho avuto modo di far sapere a chi estrude che il complesso di estrusione è un reometro di forma particolare che usa una vite, anziché un pistone, per far fluire il fuso attraverso la filiera e quindi non è pensabile che si possa ragionare di estrusione e quindi creare una tecnologia innovativa senza conoscere come funzionano i nostri reometri che estrudono tonnellate di polimero fuso nei nostri reparti di produzione.
La situazione mondiale è identica a quella italiana. L’estrusione è cresciuta in quantità e qualità negli ultimi anni solo per opera di quelli che sanno estrudere , L’incidenza di quelli che conoscono l’estrusione è stata impercettibile nelle produzioni, forse leggermente maggiore nelle progettazioni. Anch’io sono stato per anni uno che sapeva estrudere in mezzo a tantissimi altri che sapevano estrudere meglio di me. Poi, per migliorarmi il più velocemente possibile, mi sono affidato alla reologia e sono arrivato a conoscere l’estrusione al punto che quando guardo un complesso di estrusione vedo cosa succede all’interno del cilindro sezione dopo sezione fino all’uscita dalla testa, prima il solido poi il solido che si compatta, che fonde, che accumula calore e che arriva all’uscita dell’estrusore più o meno fumante.
Ormai sono un “Reodipendente”, se penso ad un’estrusione, non vedo un profilo, vedo un flusso, vedo la legge di Poiseuille, non vedo l’aspetto del fuso, ma la sua qualità , la viscosità, e comincio a ragionare sul processo ed a pensare a cosa si potrebbe fare di meglio e magari a brevettarlo.
La modifica di una qualsiasi condizione di lavoro è un azione e tutti sanno che ne conseguirà una reazione del complesso di estrusione che provocherà una variazione della qualità prodotta.
Sono anni che uso la reologia per capire certi fenomeni e spiegarli nel modo corretto eppure solo a Natale 2008, scrivendo il Manuale di reologia applicata “L’estrusione con parole mie” ho scoperto che in estrusione si deve usare la legge di Poiseuille corretta e non come viene insegnata all’Università
Ho colto l’occasione per dare questa notizia per far sapere che non basta conoscere la reologia per conoscere l’estrusione, ma bisogna usarla per imparare qualcosa di nuovo e risolvere i problemi dell’estrusione. Solo un continuo allenamento ad usarla può accendere quella lampadina che porta all’innovazione.
Quando si guarda un complesso di estrusione deve diventare automatico fare l’Analisi di Processo e pensare alla cura. Anche quando si vede un complesso di estrusione che funziona bene si deve fare l’analisi e proporre la cura. L’Analisi è “l’estrusione va bene”, la cura è “non toccare niente”.
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Quanto ho appena esposto dovrebbe indurre i responsabili delle ditte che producono prodotti estrusi ad imporre ai propri dipendenti, che sanno estrudere , di conoscere l’estrusione , in modo che in un era dominata dalla tecnologia siano in grado di fare l’Analisi di Processo e di prevedere gli effetti di qualsiasi intervento anziché procedere per tentativi più o meno azzeccati.
La sola strada che permette di aumentare velocemente la conoscenza e di migliorare i processi, ossia le prestazioni di un complesso di estrusione, è l’uso continuo della reologia per spiegare, a se stessi per primi, tutto quello che succede durante un’estrusione. Non c’è evento o difetto che non abbia una spiegazione scientifica e che quindi non possa essere contrastato.
L’atteggiamento da tenere quando si affrontano dei problemi di estrusione è il seguente: L’estrusione è un processo assolutamente stabile, quindi se vedo un’instabilità devo pensare che c‘è una causa e che trovata la causa potrò eliminarla assieme all’instabilità. Assoluta fiducia e determinazione .
Impostando l’opportuno numero di giri dell’estrusore sono in grado di produrre la quantità che desidero. La linea di estrusione così impostata produrrà un fuso di una certa qualità. La qualità dell’estruso è una sola, la viscosità del fuso, che vuol dire un polimero fuso ad una ben precisa temperatura. Non devo dubitare di ciò .
So che tutte le volte che il fuso esce alla stessa temperatura ho la stessa qualità. Non devo avere dubbi.
Operativamente per ciascuna linea devo:
1) Scoprire per ciascun prodotto la qualità del fuso che mi dà il miglior profilo.
2) Conoscere la temperatura (viscosità) del fuso quando produco la migliore qualità. Ricordarsi che gli apparecchi che leggono la temperatura del fuso, immersi nel polimero, (vedere “Esperienza N° 5” del mio manuale di reologia applicata) non leggono la vera temperatura del fuso.
3) Tutte le volte che faccio una certa produzione fare in modo che dalla testa esca la stessa qualità, senza dubbio otterrò sempre il miglior profilo.
Se si conosce il complesso di estrusione e si conosce l’estrusione è impossibile non essere in grado di raggiungere l’obiettivo.
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La disquisizione che ho fatto non è altro che la fotografia della situazione attuale, che dura da molti anni.
Una volta le ditte avevano molti dipendenti che sapevano estrudere ed i capi reparto operavano secondo le loro capacità per avere la migliore qualità dell’estruso e quindi per avere a fine linea il profilo della qualità desiderata. Generalmente ogni linea aveva il suo operatore e quindi c’era molto personale che si “allenava” sulle linee ed alla fine sapeva estrudere.
Oggi le linee sono molto migliorate e per esempio nella produzione di profilati ci sono molte linee che, dopo avviate producono “da sole” e ci si limita a garantire il caricamento del granulo e lo scarico del prodotto. Essendo migliorate le linee si impara poco. Quelli che sapevano estrudere vanno in pensione ed è difficile trovare un Esperto di estrusione da mettere come caporeparto.
Nel prossimo futuro prevedo che le ditte più avvedute provvederanno ad imporre alla produzione un tecnico, che conosce l’estrusione, con la funzione di conoscere i complessi di estrusione per sapere a che temperatura esce il polimero dalla testa, ossia, per avere per ciascun prodotto la qualità ottimale e le condizioni alle quali viene ottenuta. Praticamente serve un tecnico che sappia fare l’analisi di processo. Fatta l’analisi si dovrà trovare la tecnica manuale più adatta per avere la stessa qualità nelle future produzioni. Conoscendo l’estrusione è semplice.
Trovata la tecnica il tecnico dovrà inventarsi il modo per ottenere automaticamente lo stesso risultato.
Per esempio trasformando quel pannello, che oggi è un semplice lettore e/o registratore di dati in un controllore di processo che automaticamente o in semi-manuale modifica le condizioni di lavoro avendo come traguardo la costanza della qualità del fuso. Conoscendo il complesso di estrusione e l’estrusione è altrettanto semplice.
In questa situazione chi sa estrudere diventa una figura comunque necessaria ma secondaria, perché sarà la macchina che saprà estrudere la qualità desiderata.
Personalmente come reodipendente e come italiano spero che il futuro sia domani.
L'ESTRUSIONE SCONOSCIUTA e L'ESTRUSIONE DEL FUTURO
L'estrusione dei polimeri è un processo di lavorazione delle materie plastiche sicuramente noto, anche a molti che non hanno mai visto un estrusore, adatto a produrre un profilo di sezione costante e lunghezza illimitata. E' quindi logico aspettarsi che chi estrude quei manufatti tanto utili conosca veramente il processo di estrusione, ossia sappia cosa subisce quel povero polimero che entra allo stato solido in un estrusore ed esce fuso dalla filiera
Visto che la funzione dell'estrusore è quella di fondere il polimero e spingerlo fuori dalla filiera, è logico pensare che chi estrude sappia perché il polimero fonde e perché esce dalla filiera. Purtroppo però la realtà è molto diversa ed è tanto diversa che è difficile crederlo, gli addetti ai lavori, nonostante siano veramente capaci di produrre dei profili di grande qualità, sono convinti di conoscere, ma non conoscono l'estrusione.
Come è possibile che chi produce dei profili da decine di anni e vende il prodotto non conosca l'estrusione, che chi conduce le linee di estrusione non conosca l'estrusione che i responsabili della qualità non conoscano l'estrusione, che i responsabili della ricerca e sviluppo dei prodotti estrusi non conoscano l'estrusione? Come è possibile che quando sono andato in pensione dopo 26 anni vissuti vicino agli estrusori ed usando la reologia non conoscessi l'estrusione?
Dopo 4 anni in un istituto ricerche che mi ha fatto seguire tutti i processi per la produzione di filati di polipropilene, dopo altri 4 anni in un altro istituto ricerche che mi ha fatto estrudere e stampare polimetilmetacrilato ed ABS, dopo altri 12 anni, come dirigente responsabile del processo e della progettazione di viti e teste di estrusione, in una ditta che produceva linee per l'estrusione di qualsiasi tipo di profilo e con qualsiasi materiale ed alla fine dopo altri 6 anni in una ditta produttrice di profili di PVC come è possibile che non conoscessi l'estrusione?
Eppure la realtà della quale mi sono reso conto anno dopo anno, da quando mi sono dedicato all'insegnamento del processo di estrusione, è proprio questa: "nel 1988 quando sono andato in pensione non conoscevo l'estrusione!" Conoscevo gli eventi che succedono durante l'estrusione, ma non il perché ed il percome.
Evidentemente la conoscenza delle tecniche di estrusione non è sufficiente per conoscere l'estrusione, solo quando si sa perché una tecnica funziona si conosce l'estrusione e solo quando quella tecnica funziona sempre essa diventa una Legge dell'Estrusione!
Sicuramente allora mi sarei offeso se qualcuno avesse osato dirmi che non conoscevo l'estrusione, oggi sono io a dirlo: non la conoscevo. Conoscevo molte tecniche valide per ottenere dei buoni profili, ma non conoscevo l'estrusione. Ero esattamente nella situazione di quasi tutti quelli che oggi lavorano nell'estrusione e che producono dei buoni profili perché usano delle tecniche valide, ma senza conoscere l'estrusione.
Se oggi conosco la vera Estrusione devo ringraziare i duemila allievi che, lezione dopo lezione, mi hanno tempestato con i loro perché e costretto ad analizzare e comprendere tutto quello che succedeva nel complesso di estrusione, man mano che il polimero solido e poi il fuso si dirigeva verso l'uscita della filiera. Mi piacerebbe sapere se qualcuno di loro oggi segue le regole dell'estrusione che ho insegnato e che sono riportate nel mio Manuale di reologia applicata "L'estrusione con parole mie", Mi piacerebbe saperlo soprattutto da quelli che hanno seguito le mie lezioni negli ultimi anni, ossia da quando mi sono reso conto che sapevo quasi tutto sul processo di estrusione; dico quasi tutto perché a gennaio 2009 ho scoperto un Know How molto importante, che fa risparmiare una notevole quantità di energia per chilo di profilo prodotto. Quel giorno avevo finalmente capito come funzionava una tecnica che avevo già usato per risolvere dei problemi specifici e da allora, per me, quella tecnica è diventata una "Legge dell'Estrusione" valida per la produzione di qualsiasi profilo.
Conscio finalmente della differenza tra saper estrudere e conoscere l'estrusione, della differenza tra conoscere l'Arte di estrudere e conoscere la "Scienza Estrusione" ed essendo convinto che l'Estrusione non è conosciuta da chi produce profili, ho deciso di scrivere questa "Appendice 1" al mio Manuale per convincere gli artisti dell'estrusione che la mancata conoscenza di questa scienza è causa innanzitutto di notevoli perdite economiche per i produttori, e spreco di energia per la comunità, ma, quel che è peggio, a causa di un insieme di idee sbagliate sul processo di estrusione, non si è in grado di innovare i processi.
Nell'estrusione dei profili innovare vuol dire caso per caso, complesso di estrusione dopo complesso di estrusione, profilo dopo profilo, trovare le tecniche più adatte e magari i Know How ed i Brevetti specifici per ciascuna produzione.
Non innovare equivale a non raggiungere il traguardo comune a tutti i produttori di profili.
Quale "Traguardo"?
Ottenere, per ciascun profilo, la massima produzione e la miglior qualità al minimo costo.
Esiste questo traguardo? La logica ci dice che esiste perché siamo in grado di dire questo profilo è meglio di quest'altro e, siccome a tutto c'è un limite, sappiamo anche dire di meglio non si può fare. Ebbene quando saremo in grado di affermare che di meglio non si può fare perché le leggi della fisica, in questo caso dell'Estrusione lo dimostrano vorrà dire che abbiamo ottimizzato quella produzione. E siccome quello che si ottiene operando secondo le leggi della fisica è sempre ripetibile (lo ha detto Galileo Galilei prima di me) quel profilo ottimale sarà sempre riottenibile.
Chi conosce l'Estrusione sarà sempre in grado di ottenere la qualità ottimale.
La miglior qualità sarà ottenibile facilmente anche da quelli che oggi hanno difficoltà a produrre il profilo uguale a quello di ieri.
La dimostrazione che il Traguardo non è raggiungibile basandosi sulle conoscenze di quelli che oggi si dedicano all'estrusione è nei fatti. Dopo decine di anni il Traguardo è ancora un utopia per quelli che producono profili.
Il Traguardo è tuttora un'utopia perché chi produce profili non conosce le cause dei malfunzionamenti, ma si potrebbe anche dire, dato che è esattamente la stessa cosa, non conosce il perché dei "funzionamenti", ossia non conosce l'Estrusione.
L'estrusione dei profili è ancora basata su preconcetti che è difficile eliminare, ma che devono essere eliminati se si vuole arrivare a quella che nella prefazione del mio Manuale di reologia applicata "L'estrusione con parole mie" definisco, dimostrando scarsa fantasia e molta fiducia "Estrusione del Futuro".
Comunque prima di arrivare all'Estrusione del Futuro, che da anni io consiglio di usare ai miei clienti ed ai miei corsisti, vediamo quali sono quelli che ho chiamato preconcetti, ma che non sono altro che idee sbagliate acquisite probabilmente da deduzioni scientificamente non valide.
Un esempio per tutti è dato dai test sostenuti dai corsisti prima e dopo i miei corsi, infatti, la quasi totalità degli iscritti ritiene che la temperatura della massa fusa coincide con la temperatura delle zone del cilindro e della testa. Ma c'è di peggio, anche quando le resistenze sono spente e le zone di riscaldamento sono surriscaldate, quelli che conducono la linea di estrusione, come chi ne controlla il funzionamento e tanti altri, sono convinti che sono le resistenze che scaldano il fuso e non viceversa!
Dobbiamo pensare che con queste idee si può raggiungere il Traguardo?
Lo so che è difficile accettare la mia affermazione, perché cambiare idea non è facile per nessuno, ammettere che si sbagliava è difficilissimo, ma se si ha questa umiltà, per tutti i tecnici attuali è aperta la strada per diventare dei tecnici che non sbagliano mai. Dei tecnici dell'Estrusione del Futuro in grado di ottimizzare la produzione di qualsiasi profilo qualsiasi sia la forma, il polimero ed il complesso di estrusione.
Inizialmente ci sarà qualche difficoltà, ci sarà qualche deduzione da rivedere, ma dopo qualche mese, confortati da risultati sempre positivi e Traguardi sempre raggiunti, essere nell'Estrusione del Futuro darà soddisfazioni, anche economiche, uniche. Io queste soddisfazioni le ho da alcuni anni.
Prima di parlarvi di altri preconcetti evidenziati nel mio Manuale, vediamo di capire qualcosa di più sulla attuale produzione di profili.
Come mai abbiamo tanti preconcetti?
Io penso che quando diamo, o qualcuno ci dà, una risposta logica ad una nostra domanda siamo portati a ritenerla valida senza analizzarla per sapere se, oltre ad essere logica, la risposta è anche quella giusta. La conseguenza per chi lavora in estrusione è che, a forza di risposte solo logiche, ma assolutamente non giuste, ciascuno si è fatto il suo "modello di funzionamento" dell'estrusione ovviamente piuttosto sbagliato. Il risultato è che analizzando la causa di un inconveniente molto spesso si sbaglia prima la diagnosi e poi anche la cura, con conseguenze costose sia per la ditta che personali.
Per evitare i preconcetti quando analizziamo il processo di estrusione dobbiamo ricordarci che quando le domande e le risposte riguardano fenomeni fisici, per esempio, forze e movimenti che comportano azioni e reazioni (funzionamento di macchine) o differenze di potenziale che causano il flusso nei condotti (differenze di pressione) o che causano flusso di calore attraverso le pareti (differenze di temperature), la risposta deve sempre essere logica e coerente con le leggi che regolano il fenomeno che si sta analizzando.
Quando inizio le mie lezioni, per far capire come si affrontano i problemi dell'estrusione ed i fenomeni legati al processo, io uso fare un esempio e chiedo: "Se ci passa davanti un ciclista che sta pedalando e vi chiedete come mai quel ciclista si muove, che qual è la giusta risposta?".
Anche se in classe ci sono dei laureati nessuno risponde!
Allora io propongo:
La bicicletta si muove perché il ciclista pedala. Risposta logica, ma pedalare è un esercizio fisico non una Legge della fisica!
La bicicletta si muove perché girano gli ingranaggi e la catena. Risposta logica, ma non è fisica!
La bicicletta si muove perché pedalando si fa girare la ruota posteriore. Risposta logica, ma non è fisica!
Allora chiedo: "Se la bicicletta si trova sul ghiaccio, si muove?" Finalmente qualcuno risponde che è l'attrito sul terreno, ossia la forza di reazione, che fa muovere la bicicletta. Finalmente, questa è la risposta logica e dettata dalla fisica!
Per evitare i preconcetti, per qualsiasi evento che riguardi il processo di estrusione le risposte devono essere di questo tipo. Per questa ragione alla domanda: "Perché il polimero avanza lungo la vite durante l'estrusione?" la risposta è? Per favore, anche se ce l'avete sulla punta della lingua, non rispondetemi: "Perché la vite gira".
Altri preconcetti di chi estrude:
A questo punto. se non vi siete convinti a sostituire i preconcetti con la conoscenza della Scienza Estrusione posso solo suggerirvi di ripensarci tutte la volte che non siete capaci di ottenere il profilo della qualità desiderata. O prima o dopo vi arrenderete.
Se invece non siete convinti perché pensate che la reologia sia una scienza che non riuscite a digerire, vi consiglio di leggere almeno una volta il mio Manuale perché per applicare le regole dell'Estrusione non serve conoscere la reologia basta applicare le Leggi dell'estrusione, a seconda delle situazioni, come è suggerito nel Manuale.
Ricordatevi anche che, quando il profilo che state producendo è perfetto, la Scienza Estrusione ci insegna che questo non succede per caso, ma perché state rispettando alla lettera, ovviamente senza saperlo, le Leggi della Reologia!
La qualità dei profili
Prima di continuare il discorso sull'estrusione (testa-estrusore) torniamo all'estrusione dei profili.
Come si ottiene un profilo? Un profilo si ottiene solidificando il polimero fuso che esce dalla filiera. La sua qualità sarà quindi quella del prodotto finito alla temperatura ambiente, un profilo di sezione costante.
Questa qualità dipenderà quindi dalle caratteristiche fisiche del polimero, dal tempo e tipo di raffreddamento e dalla qualità dell'estruso.
Se non dubitate che questo sia vero allora non potete dubitare che finché la superficie esterna non è solidificata il profilo non è un profilo in quanto non ha una forma che non cambia nel tempo.
Detto questo possiamo affermare che "l'estruso" che esce dalla filiera non è il profilo, ma un fluido che diventerà profilo e quindi la sua qualità è molto diversa da quella del profilo finito.
Per evitare confusioni dobbiamo renderci conto che, anche se "l'estruso" (il polimero fuso che esce dalla filiera) influenza pesantemente la qualità del "profilo", i due prodotti hanno in comune solo la materia prima, ma il processo di produzione del profilo (solidificazione) inizia esattamente nell'istante nel quale finisce il processo di estrusione.
Sono due processi completamente separati nei quali la qualità dell'estruso influenza la qualità del profilo e non viceversa.
C'è una grande differenza nell'affrontare i problemi di qualità del profilo finito tra chi produce i profili e non conosce l'estrusione, e perciò imputa gli eventuali difetti del profilo al "processo di estrusione" che è visto come qualcosa tra l'astratto e l'indefinibile, e chi conosce l'Estrusione che imputa le qualità del profilo, che dipendono dal complesso di estrusione, alla Qualità dell'estruso che è reale e definibile in modo assolutamente preciso.
E' così esattamente definibile che possiamo affermare che: "Chi conosce qual'è la Qualità dell'estruso probabilmente conosce l'estrusione, mentre chi non la conosce sicuramente sa estrudere, ma non conosce l'Estrusione!"
La Qualità dell'estruso
L'Estrusione è una Scienza perché il processo di estrusione è l'applicazione pratica delle Leggi del flusso che si ricavano con il reometro, ossia le curve reologiche che ci dicono come si muovono le molecole di un polimero che fluisce in un condotto. Non c'è differenza tra un reometro, nel quale il polimero fuso fluisce attraverso la filiera perché lo spinge la pressione generata da un pistone, e un complesso di estrusione (estrusore-testa) nel quale il polimero fuso fluisce attraverso la filiera perché lo spinge la pressione generata dalla rotazione della vite dell'estrusore. Ambedue sono dei reometri!
L'Estrusione è un processo che avviene nel complesso di estrusione costituito da una macchina, l'estrusore, ed un condotto, la testa-filiera. Il polimero entra solido, nei filetti della vite che si trovano sotto la bocca di alimentazione, e viene spinto dalla vite verso la fine del cilindro per uscire allo stato fuso dalla filiera.
Conoscere l'estrusione vuol dire sapere cosa succede al polimero e perché ciò avviene in ciascun complesso di estrusione.
Tenendo presente che il polimero viene spinto in modo diverso a seconda del complesso di estrusione nel quale viene lavorato dobbiamo aspettarci che, a parità di produzione, la Qualità del polimero estruso sia diversa a seconda del complesso di estrusione che lo estrude. Più esattamente la Qualità non sarà casualmente diversa, bensì, e questo non lo sa quasi nessuno, la Qualità sarà proprio quella caratteristica di quel particolare complesso di estrusione.
Per definire la causa dobbiamo ricordarci che la Qualità è strettamente correlata alle forze che vengono esercitate sul polimero dalla vite e dalle resistenze (sforzi di taglio) che il polimero, in quel particolare complesso, oppone alle forze di spinta esercitate dalla vite sul solido prima e sul fuso poi. Per questa causa avremo che la "Qualità dell'estruso" sarà sicuramente diversa quando la stessa quantità di polimero viene estrusa da due complessi di estrusione non identici.
Ed ora veniamo al perché il titolo di questo lavoro è "Estrusione sconosciuta". Lei che sta leggendo questo articolo, mi sa dire qual è la Qualità dell'estruso?
Per sapere se Lei conosce l'Estrusione o se sa solo estrudere, adesso, dovrebbe smettere di leggere e tentare di rispondere alla seguente domanda: Qual è la Qualità dell'estruso?
Se Lei conosce la Qualità dell'estruso, per rispondere basta una frazione di secondo, se ci sta ancora pensando, ma vuole avere ancora del tempo, pensi a cos'è l'estruso. Quando riprenderà a leggere saprà, senza ombra di dubbio, se anche Lei fa fate parte di quella quasi totalità che sa estrudere e sa produrre dei profili meravigliosi, ma non conosce l'Estrusione.
Le dico subito che la qualità dell'estruso è una sola ed è definibile con esattezza per qualsiasi fluido non newtoniano o polimero fuso. Essa è la Qualità che caratterizza in modo inequivocabile il fuso che sta uscendo dalla filiera.
La Qualità dell'estruso è la sua Viscosità! La Viscosità che ha la massa fusa al momento dell'uscita dalla filiera. Viscosità che, per il polimero che state estrudendo è identificabile con la temperatura che ha la massa fusa al momento in cui esce dalla filiera. D'altra parte poiché l'estruso è un fluido quale altra caratteristica può avere oltre al peso specifico? Solo la Viscosità!
Dato però che la viscosità è correlata alla temperatura del polimero, se si conosce la Temperatura alla quale il polimero esce dalla filiera si conosce la sua viscosità e quindi si conosce la Qualità dell'estruso.
Abbiamo appena detto che la Qualità coincide con la Temperatura, ma se questo è vero, ed è sicuramente vero, la temperatura è un entità misurabile, ma vi ricordate quale è Il "Traguardo"?
Ottenere per ciascun profilo la massima produzione e la miglior qualità al minimo costo.
Ma se la situazione è questa per produrre sempre la miglior qualità è sufficiente far uscire il fuso dal complesso di estrusione sempre alla stessa temperatura, quella registrata quando il "Controllo qualità" ha definito ottima la Qualità del profilo.
Ossia il Traguardo per ciascun profilo e per ciascun complesso di estrusione diventa quello di estrudere sempre alla stessa Temperatura, alla portata (velocità di linea) prescelta dal responsabile della produzione! Questa Temperatura per ciascun profilo la possiamo definire la Temperatura Ottimale.
Il "Traguardo"? Non è più un utopia.
Se, quando si avvia la linea, la temperatura del fuso non è quella ottimale è sufficiente intervenire "opportunamente" sulle condizioni di marcia e far uscire il fuso alla Temperatura Ottimale.
Sul mio Manuale è descritto come si può intervenire "opportunamente" sulle condizioni di marcia nelle uniche due situazioni indesiderate che si possono presentare. Prima, l'estruso è più freddo del desiderato. Seconda, è più caldo del desiderato.
Ricercare la Temperatura Ottimale per tutti i profili per poi estrudere sempre a quella temperatura, è la strategia da usare nel futuro e ricordatevi che Strategia vuol dire chiarezza su dove si vuole andare.
Purtroppo non sarà facile conoscere la vera temperatura del fuso perché le apparecchiature che si trovano sul mercato fanno errori di lettura anche di decine di gradi °C (vedi 4.4.2 del mio Manuale), ma si può fare usando una particolare tecnica manuale o con un apparecchiatura, da me brevettata, che spero verrà messa sul mercato da qualche ditta specializzata.
L'Estrusione del Futuro
E' la seconda parte del titolo ed è l'estrusione che tutti dovranno usare nei prossimi anni per produrre i loro profili, se vogliono essere competitivi e contemporaneamente innovativi.
Pensando alle mie esperienze prevedo che chi si dedicherà ad innovare l'estrusione farà molti più Brevetti e Know How di quanti ne ho fatti io che ho dedicato quasi tutto il mio tempo a studiare l'estrusione anziché a produrre profili.
Qui finiscono i miei tentativi di convincere gli artisti a studiare il mio Manuale, ma, a scanso di equivoci, voglio chiarire che per entrare nell'Estrusione del Futuro le Leggi dell'estrusione oltre che studiate vanno applicate tutti i giorni. Chi applicherà queste leggi, tutti i giorni, entrerà nell'Estrusione del Futuro con tutti i vantaggi che ciò comporta, altrimenti conoscerà le Leggi per entrare nel "Estrusione del Futuro", ma non godrà di alcun vantaggio tecnico ed economico.
CAUSA - EFFETTO in estrusione
Stuart Mill sostiene che la CAUSA è l'insieme (serie) delle condizioni, senza le quali un fenomeno non potrebbe prodursi; il risultato INVARIABILE di questi antecedenti è l'EFFETTO
L'estrusione che io insegno è basata sul concetto Causa-Effetto.
Tutto quello che succede in un estrusore è conseguente al fatto che l'estrusione è un processo che avviene in un complesso di estrusione quando la vite ruota all'interno del cilindro e nell'estrusore viene introdotto un materiale che viene sottoposto dalla vite ad un insieme indefinito di forze che lo spingono, allo stato fluido, attraverso una sequenza di condotti (valvola o testa) che si trova dopo la vite.
L'insieme delle condizioni alle quali avviene questo fenomeno produce un fluido che ha una Qualità Invariabile.
La Qualità invariabile è quindi l'effetto di tutte le condizioni (forze ed ambiente) che agiscono sul materiale che viene estruso.
Queste leggi dell'estrusione sono valide per qualsiasi tipo di estrusione (alimentazione della vite con materiale solido o fuso) e quindi sia per l'estrusione di polimeri solidi che di impasti di farina ed acqua che sono fluidi non newtoniani.
Cosa ne consegue? Che se le condizioni sono identiche la Qualità dell'estruso non cambia nel tempo ossia l'estrusione è un processo assolutamente stabile.
Pochi però traggono da questo insegnamento la conclusione che quando cambia la Qualità dell'estruso questa è la dimostrazione che sono sicuramente cambiate le condizioni (forze ed ambiente) alle quali è avvenuto il fenomeno estrusione. Pochi quindi sanno che quando cambia la Qualità dell'estruso c'è sicuramente una causa e che per tornare alle condizioni stabili precedenti è sufficiente eliminare la causa che ha fatto cambiare la Qualità.
Per l'estrusione dei polimeri, nel mio Manuale di reologia applicata "L'estrusione con parole mie" sono riportate tutte le regole che permettono di estrudere la Qualità desiderata e soprattutto è chiaramente definita la "Qualità dell'estruso". Una Qualità che l'insegnamento ad alcune migliaia di tecnici dell'estrusione mi ha fatto concludere che praticamente quasi nessuno conosce qual è la Qualità dell'estruso e se lo sa non sa sfruttare questa conoscenza.
Non sa sfruttare questa conoscenza perché se sapesse sfruttarla passerebbe all'Estrusione del Futuro ossia condurrebbe gli impianti di estrusione con una tecnica mirata che, per quello che ne so io non viene usata in nessuna parte del mondo. Anzi invito chi la dovesse usare a farmelo sapere perché vorrei confrontarmi con lui per migliorare le mie e le sue conoscenze.
Nel mio sito "www.mianimario.it" nell'articolo L'estrusione sconosciuta e l'Estrusione del Futuro è descritta la tecnica mirata al raggiungimento di un Traguardo preciso per produrre ciascun profilo sempre, veramente sempre, della stessa qualità.
Visto che l'estrusione che io insegno è basata sul concetto Causa-Effetto anche i ragionamenti che si fanno quando si vogliono analizzare i malfunzionamenti degli impianti ed i difetti dei prodotti è indispensabile che siano basati sugli stessi principi della fisica.
Questo vuol dire che è indispensabile conoscere tutto quello che succede in un estrusore e perché succede, ossia, quali sono le cause e quali gli effetti di tutti gli eventi che compongono l'insieme di condizioni senza le quali ciascun fenomeno non potrebbe prodursi.
E' quindi indispensabile abbandonare quelle regole approssimative e spesso sbagliate che attualmente seguono i conduttori delle linee di produzione ed impegnarsi ad applicare sempre le giuste leggi dell'Estrusione del Futuro. Leggi che tengono conto di un evento, che nel mio Manuale chiamo "Regola", che sembra incredibile e che chi produce i profili generalmente ignora. Detta Regola, assolutamente vera, ci dice che la Qualità dell'estruso non è scelta dal conduttore della linea, ma dal polimero.
Questo evento, che avviene tutte le volte che il conduttore avvia la linea, fa si che se si vuole ottenere un profilo che abbia esattamente la stessa qualità della volta precedente si è costretti a seguire una ben precisa tecnica di conduzione per produrre la stessa quantità e la stessa qualità della volta precedente. Una tecnica che faccia scegliere al polimero proprio la Qualità dell'estruso che vogliamo noi.
Infatti la qualità del profilo è garantita uguale a quella precedente solo se la Qualità del fuso è uguale a quella della produzione precedente e la tecnica che lo garantisce è quella che io ho chiamato Estrusione del Futuro.
Una tecnica che garantisce la possibilità di innovazione del profilo prodotto e di costanza di qualità del profilo qualsiasi sia il profilo, qualsiasi sia la materia prima e qualsiasi sia l'impianto di produzione del profilo.
Per innovazione intendo la possibilità di scoprire dei Know How particolari per un certo tipo di profilo oppure, come è successo a me, di scoprire un Know How che permette di ridurre l'energia consumata dal motore dell'estrusore e contemporaneamente di aumentare la quantità prodotta per giro della vite e di aumentare la velocità della linea per qualsiasi linea.
A parità di profilo la qualità ottimale e la quantità prodotta dipendono esclusivamente dal tipo di impianto che si sta usando.
Dipendono da come viene alimentato l'estrusore (bocchetta di alimentazione) dalle forze che agiscono sul polimero (tipo di vite che lo spinge e fonde) dalle attrezzature a valle dell'estrusore (testa, filtro, miscelatore, ecc.) dal tipo di raffreddamento e dal traino.
Le leggi dell'estrusione ci dicono che l'estrusione è un processo stabile e quindi la qualità dell'estruso è costante ed io aggiungo "assolutamente costante" perché così ci insegnano le leggi della fisica e della reologia che Galileo Galilei chiamava le Leggi del Creato.
Noi come umani e quindi esseri imperfetti dobbiamo accettare che l'estrusione è quasi stabile e la qualità quasi costante.
Questo succede perché i polimeri solidi hanno una granulometria quasi costante, perché questi polimeri vengono lavorati ad un numero di giri quasi costante, le molecole fondono in tempi diversi, il fuso è sottoposto a velocità di taglio quasi costanti e quindi gli sforzi di taglio sono quasi costanti, le temperature delle pareti contro le quali scorre il fuso hanno una temperatura quasi costante ecc.. Questa pluralità di "quasi costanza" ovviamente non invalida la legge di stabilità del processo, così come è giusto ritenere che le molecole che fluiscono vicino ad una parete lucidata a specchio abbiano una velocità di taglio ben precisa, quella che ci indica la nota formula, mentre se guardiamo la parete al microscopio ci accorgiamo che in ogni imperfezione della parete si possono annidare migliaia di molecole assolutamente ferme.
La conclusione è che passando all'Estrusione del Futuro si producono sicuramente i profili della qualità desiderata come se l'estrusione fosse assolutamente stabile.
Estrusione del Futuro significa risparmio di energia
(Conferenza del 24-11-2011)
Nella mia vita di tecnico ho avuto molte giornate importanti e di successo, ma non ho dubbi che nei 50 anni che ho dedicato allo studio dell'estrusione questa giornata sarà la più importante. Per questa ragione voglio ringraziare i partecipanti che mi onorano della loro presenza, il CESAP che mi ospita ed il dott. Celata che mi ha dato la possibilità di parlarvi dell'estrusione dei profili di materiale plastico e di quella che io ho chiamato l'Estrusione del Futuro per distinguerla dall'Estrusione Tradizionale che è la tecnica di conduzione delle linee di produzione dei profili che tutti voi conoscete ed usate.
La tecnica tradizionale ha come obiettivo, per ciascun profilo, la produzione di una ben precisata quantità di profilo che si ottiene mantenendo costante la velocità della linea di estrusione ed il peso del profilo, ossia la sua sezione. Praticamente si produce, ad una ben precisa portata, cercando di mantenere costante nel tempo la qualità del profilo (ossia l'aspetto e le caratteristiche fisiche e meccaniche). Questa qualità però è difficile da riprodurre, quando si rifà lo stesso profilo, ed è difficile mantenerla costante per tutta la produzione, sopratutto perché non si conoscono le correlazioni tra le condizioni di marcia e la qualità del profilo. Praticamente non è garantito che a quella velocità di linea ed alle condizioni di lavoro riportate sulla Scheda di Produzione si otterrà la qualità desiderata. Anzi succede il contrario! In particolare, durante la produzione, non si è in grado di valutare se l'insieme delle caratteristiche fisiche e meccaniche del profilo a fine linea è quello desiderato il che significa che il profilo potrebbe essere fuori norma.
E' una tecnica che funziona benissimo, è apprezzata dai clienti ed è per questo che anche io l'ho usata fino a quando nel 2009 ho scoperto l'Estrusione del Futuro, che non è altro che una evoluzione della tecnica tradizionale di produzione dei profili e che viene insegnata qui al CESAP.
L'Estrusione del Futuro
Cosa è successo nel 2009. Come ho scoperto questa nuova tecnica per produrre i profili?
La scoperta è avvenuta durante una consulenza ad una ditta che produceva tessuti usando dei fili colorati costituiti da un multifilo di poliestere ricoperto da una guaina di PVC colorato. La richiesta di consulenza era stata causata dalla constatazione che la resistenza all'esposizione solare aveva fatto imbrunire il PVC in tempi inferiori a quelli garantiti. La diagnosi, confermata dai test di degradazione accelerata, aveva spinto la ditta a chiedermi fino a che punto si poteva aumentare la durata dei teli, usati per le sdraio da spiaggia, intervenendo sul processo di estrusione in quanto il più semplice intervento di aumento degli stabilizzanti avrebbe reso i costi di produzione proibitivi.
Constatata la situazione, per diminuire il consumo di stabilizzante durante l'estrusione, ho suggerito di intervenire sulla progettazione del complesso di estrusione e sulle condizioni di estrusione. Dopo aver tenuto due giornate di lezione per spiegare ai tecnici tutti gli stress che subisce il PVC durante l'estrusione ho proposto sia delle modifiche del percorso del PVC che un cambio di condizioni di lavoro per ridurre la degradazione.
Con mia grande sorpresa ho scoperto che l'intervento, che avevo proposto, e fatto mettere in atto in produzione dava il seguente risultato: faceva diminuire la temperatura del fuso, il motore dell'estrusore consumava meno energia, faceva aumentare in automatico la velocità della linea e l'aspetto del filo era migliore.
Avevo trovato un Know How. Un Know How che poteva essere applicato a tutte le linee di estrusione e che ha come presupposto la conduzione della linea di produzione dei profili secondo una particolare strategia che io ho chiamato "Estrusione del Futuro".
Siccome in quei giorni stavo scrivendo la Prefazione al mio Manuale "L'Estrusione con parole mie", è proprio lì che si trova scritta per la prima volta la definizione "Estrusione del Futuro".
L'Estrusione del Futuro non è altro che la logica evoluzione dell'Estrusione Tradizionale e più precisamente, correlando le condizioni di marcia alla qualità del profilo, garantisce la produzione di una quantità di profilo costante che ha una qualità costante, assolutamente costante per ciascun profilo e ciascuna linea tutte le volte che si avvia la linea e per tutta la produzione.
Un Target, quantità e qualità costanti, che sarà quello caratteristico di quel Profilo su quella Linea.
Per spiegarmi meglio se oggi su una linea si producono dieci profili, ciascuno ad una precisa velocità della linea, per ognuno potrà essere individuata la qualità desiderata ossia il Target (Qualità - Portata) per quel profilo e per quella linea. Questo vuol dire che se un profilo viene prodotto su più linee i Target di Qualità saranno uguali, mentre le velocità di produzione saranno quelle adatte ad ottenere su ciascuna linea quel profilo della stessa qualità.
Individuando questo Target (ripeto molto preciso) che è garantito dall'Estrusione del Futuro, ossia dalla scienza Reologia, il Profilo (intendo dire uno qualsiasi dei vostri profili) può essere prodotto (sempre, ma proprio sempre) in modo tale che la quantità di profilo prodotta (Kg/h) abbia la migliore qualità (dimensioni, aspetto e caratteristiche fisico meccaniche) e contemporaneamente sia minimo lo scarto e sia minimo il costo di produzione per ciascun profilo.
Voi mi direte che i produttori hanno già ora lo stesso obbiettivo, buona qualità, ma c'è una differenza fondamentale: non si sanno definire con precisione le condizioni di lavoro adatte ad ottenere le caratteristiche fisiche e meccaniche e non essendo definibili è improbabile che i diversi conduttori della linea riescano a riprodurre sempre la stessa qualità.
Infatti le disposizioni che vengono date ai responsabili della produzione non sono precise, perché nelle disposizioni che sono riportate nelle "Schede di Produzione" è ben definita soltanto la quantità da produrre, i Kg/h, ossia la velocità della linea di produzione e la sezione del profilo con le sue logiche tolleranze. Oggi, infatti, non c'è una ben precisa definizione delle condizioni di lavoro che permettano di ottenere la migliore qualità del profilo (neanche l'aspetto) al minimo costo. Per spiegare cosa voglio dire, oggi le condizioni di lavoro sono tali che generalmente la qualità è buona, ma non sempre. Infatti gli operatori dei vari turni sono autorizzati a cambiare le temperature del complesso di estrusione riportate sulla Scheda per "migliorare" (che vuol dire cambiare) la qualità, ma quando facendo i miglioramenti si sbaglia direzione … si è costretti a scartare una parte della produzione!
Penso che tutti siano d'accordo che quando si avvia la linea, anche quando si impostano esattamente le stesse temperature del complesso di estrusione (estrusore-testa), certe volte a parità di portata, la qualità del fuso che esce dalla filiera non è quella desiderata (diciamo che il fuso è troppo caldo o troppo freddo) ed il profilo prodotto non ha un aspetto accettabile, tanto che il prodotto deve essere scartato.
In pratica L'Estrusione del Futuro è una innovazione nel modo di condurre la linea di produzione dei profili che permette di garantire un prodotto di qualità costante, di diminuire gli scarti in avviamento, di eliminare gli scarti durante la produzione, di aumentare la velocità delle linee di produzione mantenendo il livello di qualità attuale. Inoltre permette di impostare delle condizioni di lavoro specifiche per ciascuna linea e ciascun profilo risparmiando una discreta quantità di energia per chilo prodotto e conseguentemente di diminuire il costo di ciascun profilo prodotto.
Tutti i vantaggi economici descritti, e non c'è dubbio che siano dei vantaggi, sono garantiti dalle Leggi del Creato, così le chiamava Galileo Galilei, ossia dalle leggi dell'Estrusione e della Reologia.
Come tutte le Leggi del Creatore ci si può credere ed allora tutto va bene, ma se per crederci si vuol capire allora diventa difficile trovare il coraggio di seguire le regole dettate dalla Legge.
L'Estrusione del Futuro che garantisce la qualità costante
Alcuni di voi sicuramente credono a questa mia affermazione, ma nel momento che si deve chiedere ai collaboratori di applicare una regola se non si sa perché le cose funzioneranno come ci è stato detto sorgono dei dubbi.
Per esempio quando affermo durante le lezioni che l'estrusione è un processo assolutamente stabile posso leggere negli occhi dei partecipanti una normale diffidenza perché sono abituati a ritenere normali molte variazioni del prodotto, che vedono tutti i giorni comprese le pulsazioni della portata.
Per questa ragione voglio farvi comprendere perché si può garantire la costanza di qualità del profilo quando si rispettano le leggi della Scienza Estrusione.
Scrivendo la Prefazione mi sono accorto che nel capitolo 6 del mio Manuale suggerivo come si doveva operare per applicare e sfruttare al meglio le regole dell'estrusione basate sulla conoscenza di quello che succede al polimero da quando entra nella tramoggia a quando esce dalla filiera, così come era spiegato ed esemplificato nei capitoli precedenti. In questo capitolo suggerisco di condurre le linee di estrusione, come ormai insegno da anni, usando le leggi della fisica per ottenere la qualità desiderata alla velocità di linea desiderata. Ciononostante fino a quando non ho scritto la Prefazione non avevo intuito che si poteva garantire la costanza di qualità del profilo per tutta la produzione.
Premesso che sono convinto che ho scoperto L'Estrusione del Futuro solo perchè conoscevo cosa succede al polimero durante l'estrusione, ripensando al fatto che sia la scoperta dell'Estrusione del Futuro sia il Know How che fa risparmiare energia ed aumentare la produzione sono intimamente legati alla conoscenza precisa che io ho del funzionamento delle linee di produzione dei profili e delle leggi della fisica e della reologia, ho deciso che devo mettervi al corrente di alcune riflessioni su alcuni fenomeni fisici, che avvengono durante l'estrusione dei profili. Sono riflessioni senza le quali non si possono capire alcuni fenomeni, che si verificano durante la produzione, sui quali i tecnici che lavorano sulle linee di produzione dei profili normalmente non trovano il momento per concentrarsi a sufficienza. Di questo fatto io ne sono un esempio, infatti è evidente che fino al gennaio 2009 non avevo mai riflettuto a sufficienza sui fenomeni che vi elenco qui di seguito:
1) Il Processo di produzione del Profilo.
2) L'estrusione è un processo stabile.
3) La Qualità dell'Estruso.
4) "La Regola", è così che chiamo un evento quasi sconosciuto che invariabilmente si verifica in estrusione.
Produrre i profili con una qualità garantita.
Per convincervi che quello che vi ho detto è sicuramente vero, vediamo di chiarirci le idee su alcune conoscenze che riguardano la produzione dei profili e che ci garantiscono che se seguiremo le regole che ci indica l'Estrusione del Futuro verranno sicuramente ottenuti quei risultati che non sono garantiti dall'ingegner Miani, ma dalla Scienza Estrusione.
Innanzitutto, per tranquillizzare i conduttori delle linee ed i titolari delle ditte, vi dico che le linee di produzione dei profili vanno fatte funzionare come siamo abituati a farle funzionare da sempre. Quello che cambia è solo la strategia di conduzione della linea ed avendo lo stesso obbiettivo che avete oggi; di originale ed esclusivo c'è solo la strategia per raggiungerlo.
Oggigiorno dopo l'avviamento della linea il conduttore verifica la qualità e se questa non è conforme alle richieste del responsabile della qualità opera per raggiungerla in base alla sua esperienza, ma nessuno sa indicargli esattamente quale sia la tecnica più adatta per raggiungerla, neanche il responsabile della qualità, perché fa un mestiere diverso dal conduttore. Io uso dire che oggi si opera al meglio per limitare gli scarti. Ovviamente tra gli operatori c'è quello più capace e quello meno e la differenza è che il risultato desiderato si ottiene in un certo tempo facendo più o meno scarto.
Stante questa situazione vediamo ora come, seguendo le regole dell'Estrusione del Futuro, i conduttori delle linee di produzione hanno la possibilità di stabilire per ciascuna linea e qualsiasi profilo una strategia assolutamente sicura per produrre il profilo di migliore qualità al minimo costo e con il minimo scarto.
La qualità dei profili
Per individuare la strategia di conduzione di una linea di produzione di profili è indispensabile conoscere qual è il suo funzionamento. Quindi parliamone
La mia esperienza di insegnamento ad alcune migliaia di tecnici mi permette di assicurarvi che sono pochi quelli che sanno distinguere con chiarezza le due fasi di produzione, nettamente distinte, anzi i due processi, molto diversi, che in sequenza trasformano il polimero solido, che viene introdotto nella tramoggia, in un profilo, di nuovo solido, di lunghezza illimitata e sezione costante.
Per arrivare a concepire la strategia che si usa nell'Estrusione del Futuro, che è funzionale per la produzione di qualsiasi profilo, è indispensabile saper distinguere le due fasi di produzione del profilo, "Estrusione" e "Produzione del Profilo".
E' indispensabile, perché per produrre un profilo di qualità costante dall'avviamento sino alla fine della produzione è indispensabile che rimanga costante la Qualità dell'estruso, ossia la qualità del fuso che esce dalla filiera.
I due processi nettamente distinti.
Come si ottiene un profilo? Un profilo si ottiene solidificando il polimero fuso che esce dalla filiera. La sua qualità sarà quindi quella del prodotto finito alla temperatura ambiente, più precisamente, un profilo di sezione costante che non cambia nel tempo.
La qualità del profilo perciò dipenderà essenzialmente dalle caratteristiche fisiche del polimero, dal tempo e tipo di raffreddamento e dalla qualità dell'estruso.
Se non dubitate che questo sia vero, allora non potete dubitare che finché la superficie esterna del fuso che esce dalla filiera non è solidificata il profilo non è un profilo in quanto non ha una forma che non cambia nel tempo.
Detto questo possiamo affermare che "l'estruso" che esce dalla filiera non è il profilo, ma un fluido che diventerà profilo e quindi la sua qualità è molto diversa da quella del profilo finito.
Per evitare confusioni dobbiamo renderci conto che, anche se "l'estruso" (il polimero fuso che esce dalla filiera) influenza pesantemente la qualità del "profilo", i due prodotti hanno in comune solo la materia prima, il polimero.
Infatti il processo di produzione del profilo inizia dopo che è stato completato il processo di estrusione attraverso la filiera, inizia quando il fuso non è più circondato da pareti metalliche (filiera). Solo quando è uscito dalla filiera il fuso cambia di forma (aumenta la sezione per effetto della componente elastica), successivamente la sezione diminuisce per effetto del tiro del traino e quindi comincia la solidificazione che inizia dalla superficie esterna esposta al raffreddamento per completarsi prima della raccolta del prodotto finito, il profilo.
Sono due processi completamente separati nei quali la qualità dell'estruso influenza la qualità del profilo e non viceversa.
Nei due processi la materia prima dell'estruso è il granulo, la materia prima del profilo è l'estruso.
C'è una grande differenza nell'affrontare i problemi di qualità del profilo finito tra chi produce i profili e non conosce l'estrusione, e perciò imputa gli eventuali difetti del profilo al "processo di estrusione" che è visto come qualcosa tra l'astratto e l'indefinibile, e chi conosce l'Estrusione che imputa le qualità del profilo (aspetto e caratteristiche fisico meccaniche), che dipendono dal complesso di estrusione, alla Qualità dell'estruso che è reale e definibile in modo assolutamente preciso.
Estrusione e Qualità dell'estruso
L'Estrusione è una Scienza perché il processo di estrusione è l'applicazione pratica delle Leggi del flusso che si ricavano con il reometro, ossia le curve reologiche che ci dicono come si muovono le molecole di un polimero che fluisce in un condotto. Non c'è differenza tra un reometro, nel quale il polimero fuso fluisce attraverso la filiera perché lo spinge la pressione generata da un pistone, e un complesso di estrusione (estrusore-testa) nel quale il polimero fuso fluisce attraverso la filiera perché lo spinge la pressione generata dalla rotazione della vite dell'estrusore. Ambedue sono dei reometri!
L'Estrusione è un processo che avviene nel complesso di estrusione costituito da una macchina, l'estrusore, ed un condotto, la testa-filiera. Il polimero entra solido nei filetti della vite che si trovano sotto la bocca di alimentazione, e viene spinto dalla vite verso la fine del cilindro per uscire allo stato fuso dalla filiera.
Conoscere l'estrusione vuol dire sapere cosa succede al polimero e perché ciò avviene in ciascun complesso di estrusione.
Tenendo presente che il polimero viene spinto in modo diverso a seconda del complesso di estrusione nel quale viene lavorato dobbiamo aspettarci che, a parità di produzione, la Qualità del polimero estruso sia diversa a seconda del complesso di estrusione che lo estrude. Più esattamente la Qualità non sarà casualmente diversa, bensì, e questo lo dovete memorizzare, la Qualità sarà proprio quella caratteristica di quel particolare complesso di estrusione.
Per definire la causa dobbiamo ricordarci che la Qualità è strettamente correlata alle forze che vengono esercitate sul polimero dalla vite e dalle resistenze (sforzi di taglio) che il polimero, in quel particolare complesso, oppone alle forze di spinta esercitate dalla vite sul solido prima e sul fuso poi. Per questa Causa avremo che la "Qualità dell'estruso" sarà sicuramente diversa quando la stessa quantità di polimero viene estrusa da due complessi di estrusione non identici.
Stuart Mill sostiene che la CAUSA è l'insieme (serie) delle condizioni, senza le quali un fenomeno non potrebbe prodursi; il risultato INVARIABILE di questi antecedenti è l'EFFETTO
Poiché l'estrusione che io insegno è basata sul concetto Causa-Effetto:
"Tutto quello che succede in un estrusore è conseguente al fatto che l'estrusione è un processo che avviene in un complesso di estrusione quando la vite ruota all'interno del cilindro e nell'estrusore viene introdotto un materiale che viene sottoposto dalla vite ad un insieme indefinito di forze che lo spingono, allo stato fluido, attraverso una sequenza di condotti (valvola o testa) che si trova dopo la vite."
L'insieme delle condizioni alle quali avviene questo fenomeno produce un fluido che ha una Qualità Invariabile.
La Qualità invariabile dell'estruso, che è l'effetto dell'insieme di condizioni (forze ed ambiente) che agiscono sul polimero che viene estruso, è la Viscosità del fuso che esce dalla filiera.
La Viscosità che ha la massa fusa al momento dell'uscita dalla filiera. Viscosità che, per il polimero che si sta estrudendo è identificabile con la temperatura che ha la massa fusa al momento in cui esce dalla filiera. D'altra parte poiché l'estruso è un fluido quale altra caratteristica può avere oltre al peso specifico? Solo la Viscosità!
Dato però che la viscosità è correlata alla temperatura del polimero, se si conosce la Temperatura alla quale il polimero esce dalla filiera si conosce la sua viscosità e quindi si conosce quella caratteristica del fuso che finora mi sono ostinato a chiamare la Qualità dell'estruso.
Abbiamo appena detto che la Qualità coincide con la Temperatura, ma se questo è vero, ed è sicuramente vero, la temperatura è un'entità misurabile, misurabile con un semplice rilevatore della temperatura immerso nel fuso che esce dall'estrusore ed entra in un condotto che lo porta alla filiera. Ma vi ricordate quale è Il "Target" per produrre un profilo di qualità costante? La velocità deve essere costante e la qualità dell'estruso deve essere sempre la stessa dall'avviamento sino alla fine della produzione!
Il Target è garantito se il conduttore controllerà e manterrà costante la Temperatura del fuso che esce dall'estrusore dall'inizio alla fine della produzione ossia se manterrà costante la qualità della materia prima che si usa per produrre il profilo. Dato che l'estrusione è un processo stabile sarà quindi sufficiente condurre la linea in modo che non cambi la Temperatura per ottenere per ciascun profilo la quantità desiderata e la miglior qualità al minimo costo .
Quale Temperatura dovrà essere mantenuta costante? Quella che il "Controllo qualità" ha definito ideale per ottenere la migliore Qualità del Profilo.
Per concludere il Target per ciascun profilo e per ciascun complesso di estrusione diventa quello di estrudere sempre alla stessa Temperatura, alla portata (velocità di linea) prescelta dal responsabile della produzione! Questa Temperatura per ciascun profilo la possiamo definire la Temperatura Ottimale.
Alcune considerazioni sulla produzione dei profili
Se, quando si avvia la linea, la temperatura del fuso non è quella ottimale è sufficiente intervenire "opportunamente" sulle condizioni di marcia e far uscire il fuso alla Temperatura Ottimale.
Nel mio Manuale è descritto come si può intervenire "opportunamente" sulle condizioni di marcia nelle uniche due situazioni indesiderate che si possono presentare. La prima, l'estruso è più freddo del desiderato. La seconda, è più caldo del desiderato.
Ricercare la Temperatura Ottimale per tutti i profili per poi estrudere sempre a quella temperatura, è la strategia da usare nel futuro e ricordatevi che Strategia vuol dire chiarezza su dove si vuole arrivare.
Purtroppo non sarà facile conoscere la vera temperatura del fuso perché le apparecchiature che si trovano sul mercato fanno errori di lettura anche di decine di gradi °C (vedi 4.4.2 del mio Manuale), ma si può conoscere con facilità usando una particolare tecnica manuale o con un apparecchiatura, da me brevettata, che spero verrà messa sul mercato da qualche ditta specializzata.
Le leggi dell'estrusione sono valide per qualsiasi tipo di estrusione (alimentazione della vite con materiale solido o fuso) e quindi sia per l'estrusione di polimeri solidi che di impasti di farina ed acqua che sono fluidi non newtoniani.
Adesso che sappiamo quale è la Qualità dell'estruso dobbiamo sfruttare questa conoscenza. Io che insegno da anni che la Qualità dell'estruso è la Viscosità del fuso che esce dalla filiera sto sfruttando questa conoscenza solo dal 2009 e colgo l'occasione di questo incontro, per me eccezionale per invitarvi a sfruttare questa conoscenza usando la strategia dettata dall'Estrusione del Futuro su tutte le vostre linee di estrusione.
Il primo insegnamento da trarre da questa conoscenza è che quando si verifica il cambiamento della Qualità dell'estruso si è sicuri che sono cambiate le condizioni (forze ed ambiente) alle quali è avvenuto il fenomeno estrusione. Ricordatevi quindi che quando cambia la Qualità dell'estruso c'è sicuramente una causa e che per tornare alle condizioni stabili precedenti è sufficiente eliminare la causa che ha fatto cambiare la Qualità, la Temperatura.
Per l'estrusione dei polimeri, nel mio Manuale di reologia applicata "L'estrusione con parole mie" sono riportate tutte le regole che permettono di estrudere la Qualità desiderata e soprattutto è chiaramente definita la "Qualità dell'estruso". Una Qualità, la Temperatura, che l'insegnamento ad alcune migliaia di tecnici dell'estrusione mi ha fatto concludere che praticamente quasi nessuno conosce qual è la Qualità dell'estruso e se lo sa non sa sfruttare questa conoscenza.
Non sa sfruttare questa conoscenza perché se sapesse sfruttarla passerebbe all'Estrusione del Futuro ossia condurrebbe gli impianti di estrusione con una tecnica mirata che, per quello che ne so io non viene usata in nessuna parte del mondo. Anzi invito chi la dovesse usare a farmelo sapere perché vorrei confrontarmi con lui per migliorare le mie e le sue conoscenze.
Nel mio sito "www.mianimario.it" nell'articolo "L'estrusione sconosciuta e l'Estrusione del Futuro" è descritta la tecnica mirata al raggiungimento di un Traguardo preciso per produrre ciascun profilo sempre, veramente sempre, della stessa qualità.
Visto che l'estrusione che io insegno è basata sul concetto Causa-Effetto anche i ragionamenti che si fanno quando si vogliono analizzare i malfunzionamenti degli impianti ed i difetti dei prodotti è indispensabile che siano basati sugli stessi principi della fisica.
Questo vuol dire che è indispensabile conoscere tutto quello che succede in un estrusore e perché succede, ossia, quali sono le cause e quali gli effetti di tutti gli eventi che compongono l'insieme di condizioni senza le quali ciascun fenomeno non potrebbe prodursi.
Adesso che sappiamo in cosa consiste l'evoluzione che c'è tra l'estrusione Tradizionale e quella del Futuro cerchiamo di valutare e capire perché possiamo dire che è un'evoluzione.
La differenza è che quando non c'e la qualità desiderata, oggi, gli operatori devono intervenire su una o più condizioni di marcia sperando di poter dire: adesso la qualità del profilo è migliore di prima, ma senza sapere se le cose andranno bene, perché non sanno esattamente quale sarà l'effetto dell'intervento, mentre, se si conosce il funzionamento del complesso di estrusione che è la condizione necessaria per usare le regole dell' estrusione del Futuro, si sa esattamente cosa succede cambiando una delle variabili. Per esempio, si sa che cambiando di 10 °C la temperatura della prima zona di quell'estrusore, che sta producendo 300 Kg/h, la temperatura del fuso cambierà esattamente di 0,2 °C e si sa anche che se alzo la temperatura della zona la temperatura del fuso aumenterà e contemporaneamente diminuirà la produzione; viceversa se abbasserò la temperatura della prima zona. E' chiaro che a questo punto il controllo che deve fare l'operatore è solo quello di verificare se ha fatto "Centro" sapendo che se non lo ha fatto qualcosa non ha funzionato!
"La Regola"
E' quindi indispensabile abbandonare quelle regole approssimative e spesso sbagliate che attualmente seguono i conduttori delle linee di produzione ed impegnarsi ad applicare sempre le giuste leggi dell'Estrusione del Futuro. Leggi che tengono conto di un evento, che nel mio Manuale chiamo "Regola", che incredibilmente chi produce i profili generalmente ignora. Detta Regola, assolutamente vera, ci dice che la Qualità dell'estruso, la Temperatura, non è scelta dal conduttore del complesso di estrusione, ma dal polimero!
Questo evento, che avviene tutte le volte che il conduttore avvia la linea, fa si che se si vuole ottenere un profilo che abbia esattamente la stessa qualità della volta precedente si è costretti a seguire una ben precisa tecnica di conduzione per produrre la stessa quantità e la stessa qualità della volta precedente. Una tecnica che faccia scegliere al polimero proprio la Qualità dell'estruso, la Temperatura, che vogliamo noi.
Infatti la qualità del profilo è garantita uguale a quella precedente solo se la Qualità del fuso, la Temperatura, è uguale a quella della produzione precedente e la tecnica che lo garantisce è quella che io ho chiamato Estrusione del Futuro.
Una tecnica che garantisce la possibilità di innovazione del profilo prodotto e di costanza di qualità del profilo qualsiasi sia il profilo, qualsiasi sia la materia prima e qualsiasi sia l'impianto di produzione del profilo.
Per innovazione intendo la possibilità di scoprire dei Know How particolari per un certo tipo di profilo oppure, come è successo a me, di scoprire un Know How che permette di ridurre l'energia consumata dal motore dell'estrusore e contemporaneamente di aumentare la quantità prodotta per giro della vite e di aumentare la velocità della linea per qualsiasi linea.
A parità di profilo la qualità ottimale e la quantità prodotta dipendono esclusivamente dal tipo di impianto che si sta usando.
Dipendono da come viene alimentato l'estrusore (bocchetta di alimentazione) dalle forze che agiscono sul polimero (tipo di vite che lo spinge e fonde) dalle attrezzature a valle dell'estrusore (testa, filtro, miscelatore, ecc.) dal tipo di raffreddamento e dal traino.
Le leggi dell'estrusione ci dicono che l'estrusione è un processo stabile e quindi la qualità dell'estruso, che è scelta dal polimero, è costante ed io aggiungo "assolutamente costante" perché, come ho già detto, così ci insegnano le leggi della fisica e della reologia.
Noi come umani e quindi esseri imperfetti dobbiamo accettare che l'estrusione è quasi stabile e la qualità quasi costante.
Questo succede perché i polimeri solidi hanno una granulometria quasi costante, perché questi polimeri vengono lavorati ad un numero di giri quasi costante, le molecole fondono in tempi diversi, il fuso è sottoposto a velocità di taglio quasi costanti e quindi gli sforzi di taglio sono quasi costanti, le temperature delle pareti contro le quali scorre il fuso hanno una temperatura quasi costante ecc.. Questa pluralità di "quasi costanza" ovviamente non invalida la legge di stabilità del processo, così come è giusto ritenere che le molecole che fluiscono vicino ad una parete lucidata a specchio abbiano una velocità di taglio ben precisa, quella che ci indica la nota formula, mentre se guardiamo la parete al microscopio ci accorgiamo che in ogni imperfezione della parete si possono annidare migliaia di molecole assolutamente ferme.
Uno sguardo al Futuro delle linee di estrusione e del controllo qualità
La conclusione è che passando all'Estrusione del Futuro si producono sicuramente i profili della qualità desiderata come se l'estrusione fosse assolutamente stabile.
Sicuramente i produttori di profili si decideranno a passare all'Estrusione del Futuro per non lasciare ai concorrenti la possibilità di abbassare i prezzi usando nuove strategie ed innovando i processi.
I costruttori di complessi di estrusione Estrusore-Testa, qualsiasi sia il profilo prodotto (film, lastre, tubi, fili) automatizzeranno il controllo della Qualità dell'estruso (il fuso) in modo semplicissimo leggendo la Temperatura reale del fuso all'uscita dall'estrusore ed intervenendo sulle variabili, che oggi sono controllate dagli operatori, che sono la causa della variazione della qualità del fuso e quindi del prodotto. Anche i produttori di linee dovranno quindi imparare cos'è l'Estrusione del Futuro per poter vendere le loro linee.
Pensando alle mie esperienze prevedo che chi si dedicherà ad innovare l'estrusione,produttori di linee e di profili, farà molti più Brevetti e Know How di quanti ne ho fatti io che ho dedicato quasi tutto il mio tempo a studiare l'estrusione anziché a produrre profili.
Conclusione
Per concludere voglio ridurre tutto quello che ho detto sull'Estrusone del Futuro in un solo concetto: l'Estrusione del Futuro è basata sul fatto che l'estrusione è un processo stabile (alle stesse condizioni di lavoro la qualità è invariabile) per cui, se con una determinata linea ad una determinata portata, noi troviamo quella condizione di lavoro che ci fa ritenere che questo profilo ha la migliore qualità e che da ora in poi vogliamo che il profilo esca dalla linea sempre esattamente come questo campione è sufficiente registrare la temperatura alla quale sta uscendo. Ovviamente quando si riprodurrà lo stesso profilo, sarà sufficiente, alla stessa portata, fare uscire il fuso dall'estrusore alla Temperatura registrata per garantire ed ottenere un profilo delle stessa qualità. Questo vuol dire che per avere la stessa qualità del profilo a quella portata su quella linea e con quei macchinari e quel determinato polimero non è necessario impostare le stesse condizioni di lavoro, ma è necessario e sufficiente che il fuso abbia la stessa viscosità ossia la stessa Temperatura.
Qui finiscono i miei tentativi di convincere gli artisti dell'estrusione a studiare il mio Manuale, ma, a scanso di equivoci, voglio chiarire che per entrare nell'Estrusione del Futuro le Leggi dell'estrusione oltre che studiate vanno applicate tutti i giorni. Chi applicherà queste leggi, tutti i giorni, entrerà nell'Estrusione del Futuro con tutti i vantaggi che ciò comporta, altrimenti conoscerà le Leggi per entrare nel "Estrusione del Futuro", ma non godrà di alcun vantaggio tecnico ed economico.
A questo punto credo di aver svolto, non so quanto bene, il mio compito di informare i presenti su cos'è l'Estrusione del Futuro e sui vantaggi economici che avranno quelli che useranno la giusta strategia.
La mia esperienza
Voglio aggiungere che la mia esperienza pratica di applicazione di queste regole non è stata semplicissima e per farlo ho dovuto risolvere delle problematiche particolari che però sono sempre risultate superabilissime e che, anche quando hanno richiesto un impegno di tempo o denaro, sono ampiamente ripagate dai vantaggi economici che sono, immediati e tali da ripagare qualsiasi tipo di consulenza.
Attualmente le maggiori difficoltà sono imputabili al fatto che gli impianti sono stati fatti da tecnici e progettisti che non conoscevano cosa succede al polimero mentre si muove dall'alimentazione fino all'uscita dalla filiera, ma soprattutto, non conoscendo il Target dell'Estrusione del Futuro non hanno fatto in modo che si potesse leggere l'esatta temperatura del fuso.
Questo mancata conoscenza dei costruttori delle linee è la causa della mancanza sul mercato di una ditta che costruisca dei rilevatori di temperatura del fuso che non siano influenzati dalla temperatura del blocco di acciaio sul quale sono montati. Per esempio, sul mio Manuale "L'estrusione con parole mie" è descritta una "Esperienza " che aveva lo scopo di far leggere al rilevatore la vera Temperatura del fuso (pag. 38), fatta durante una lezione su un impianto che produceva una lastra di polimetilmetacrilato, dove veniva constatato che la temperatura rilevata (con uno strumento di marca) era più bassa del reale di ben 39°C!
Durante la presentazione ho descritto i vantaggi in modo generico diciamo che ho parlato dei vantaggi che può avere la ditta trasformando, a parità di profilo, ciascun miglioramento della conduzione delle linee in minor costo al metro di Profilo.
Se però, magari facendomi delle domande, ragioniamo assieme su cosa comporta il cambiamento di strategia a chi, dal direttore al magazziniere, partecipa alla produzione sono sicuro che si possono individuare vantaggi per tutti; forse gli unici a non avere vantaggi saranno gli addetti all'imballaggio ed allo scarico di bobine di profilo.
Intendo dire che, se i vari operatori, tecnici ed amministrativi analizzano il loro particolare contributo al funzionamento della ditta, è garantito che ciascuno troverà che la conduzione della produzione dei profili secondo la nuova strategia faciliterà il loro lavoro.
Per esempio chi certifica la Qualità del Prodotto oggi deve garantire il mantenimento di determinate condizioni di lavoro per garantire la qualità del profilo. Quando si produce seguendo il Target della qualità = Temperatura del fuso c'è un solo numero da controllare per ogni profilo! La temperatura del fuso, sia per chi produce che per chi controlla, per chi registra e per chi elabora i dati. Sbaglio a pensare che tutto è più semplice?
Io penso che, o prima o dopo, tutti i "Controllori esterni" pretenderanno che le ditte producano secondo la tecnologia del Futuro perché le garanzie sulla qualità sono maggiori con minor lavoro per tutti gli addetti.
Praticamente il Controllo Qualità servirà per conoscere le tolleranze del prodotto quando si lavora a temperatura costante con una determinata linea. Se si uscirà da quelle tolleranze sarà perché è cambiata la materia prima o si è consumata la vite o la bocchetta o si è guastata qualche attrezzatura. Inoltre queste uscite dalla tolleranza saranno immediatamente diagnosticabili.
Un altro esempio: chi fa i costi è in grado di valutare quanta energia si risparmia cambiando le condizioni di lavoro, a seconda della temperatura del fuso ed a seconda della linea. E così via.
Io non so farvi un esempio per mancanza di esperienza, ma sicuramente gli addetti alla programmazione saprebbero elencarci più di un vantaggio a seconda delle situazioni e dei prodotti probabilmente con vantaggio dei clienti e dei fornitori della ditta. Una per tutte è l'automatizzazione della produzione cambiando le condizioni di lavoro e mantenendo costante la temperatura del fuso con un microprocessore.
Di idee ce ne sono tante, ma per ora pensiamo a cambiare la strategia di produzione. Prima si cambia e prima si abbattono i costi producendo profili sicuramente migliori.
Il Traguardo della Qualità Ottimale
nella produzione di Profili e nello Stampaggio ad Iniezione
Sono fermamente convinto che sia nella produzione dei Profili che nella produzione di Manufatti stampati il Traguardo della Qualità Ottimale si raggiunge soltanto quando la materia prima che si usa per produrre un Profilo o un Manufatto stampato ha la “Qualità” assolutamente costante dall’inizio alla fine del processo di formazione del Profilo o del Manufatto.
Poiché la materia prima usata per produrre sia il Profilo che il Manufatto stampato è indiscutibilmente il Polimero fuso, la cui “Qualità” è la Viscosità alla Temperatura di estrusione (all’uscita dalla vite), mantenendo costante la Viscosità del fuso dall’inizio alla fine della produzione, è garantito dalle Leggi della Fisica e della Reologia che il Lotto di Profilo o di Manufatto prodotto avrà una Qualità assolutamente costante.
Tanto costante che è inutile qualsiasi certificazione di un Ente Garante, la Qualità del Profilo e del Manufatto stampato sono garantiti dalle Leggi del Creato (Galileo Glilei).
Ovviamente, quanto detto, sarà praticamente realizzabile soltanto se il processo di estrusione sarà in grado di produrre un polimero fuso di Qualità assolutamente costante.
Ebbene il solo modo che io conosco per condurre una linea che produce Profili (In sequenza: Estrusione del fuso e formazione del Profilo) è l’estrusione secondo la Strategia “EdF” (Estrusione del Futuro) che garantisce la costanza di Viscosità del fuso estrudendo una Quantità costante di Polimero.
A Special“Offer”
Il 14 novembre 2014, mentre stavo preparandomi per andare a chiedere ai tecnici di un “Laboratorio di stampaggio ad iniezione” di aiutarmi a fare una dimostrazione pratica della possibilità di stabilizzare la produzione di Manufatti Stampati, ho scoperto e teorizzato un Know How che ho deciso di cedere per un Down Payment insignificante a qualsiasi Società che produca Profili e/o Manufatti stampati che sia interessata a farmi stabilizzare le sue linee per eliminare gli scarti.
Inoltre, dato che ho un interesse personale a stabilizzare dei “Complessi di estrusione” che siano rappresentativi di problematiche esemplificative, per riportarli nel Manuale di Conduzione che sto scrivendo, alle Ditte che riterrò più adatte all’esemplificazione proporrò un Contratto che praticamente permetterà il passaggio dalla conduzione Tradizionale alla conduzione secondo la Strategie EdF a costo zero.
Alcuni chiarimenti
Se ritenete che questa Offerta non sia sufficientemente conveniente vi sarò grato se mi contatterete. Potrei migliorarla.
Per ora penso di poter scegliere circa 10 Ditte perché, attualmente, non ho la possibilità di seguirne più di 20 all’anno.
Da ora sono pronto a firmare un Contratto che garantisce alla Ditta che le loro Linee Profili, quando vengono condotte secondo gli insegnamenti del Know How “Miani EdF”, la produzione di Scarti (Fuori tolleranza o declassati) può essere ridotta a zero. Questa riduzione sarà ottenibile già dal primo giorno di applicazione del KH rimuovendo qualsiasi Causa di Instabilità del Complesso di estrusione. (Estrusore-Testa)
Quando la produzione sarà stata stabilizzata (Saranno costanti la Portata e la Qualità del Profilo) sarà molto facile aumentare la produzione oraria mantenendo la stessa Qualità del Profilo.
L’ovvio risultato sarà un’importante diminuzione del Costo al metro del Profilo. E’ garantito.
Il Target che io garantisco è la costanza della Sezione, dell’Aspetto superficiale e delle Proprietà Fisico-Meccaniche di “qualsiasi Profilo” prodotto, dall’inizio sino alla fine di ciascun Lotto o Bobina, quando il Profilo viene avvolto.
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La Sequenza per raggiungere il Target
Il primo passo è quello di cedere il Diritto d’Uso del KH “Miani EdF“ alla Ditta e firmare un Contratto che garantisce alla Ditta che, conducendo le Linee dei Profili secondo la Strategia EdF la Ditta raggiungerà il Target garantito.
Firmato il Contratto la situazione della Ditta e mia sarà:
la Ditta ha i Conduttori che sono capaci di produrre un Profilo perfetto, ma, a causa della “normale instabilità” delle linee di estrusione, essi non sono capaci di evitare la produzione di una certa quantità di Scarto.invece, so come raggiungere il Target, ma non so cosa sta accadendo ai Polimeri all’interno dell’estrusore a causa della vite (quella vite) mentre quei Polimeri vengono spinti attraverso la Testa-Filiera.
Per raggiungere il Tatget ai Conduttori deve essere insegnato cosa devono fare per stabilizzare le loro Linee. Io devo effettuare l’Analisi di Processo per sapere cosa succede a quel Polimero che viene avanti lungo il Complesso di estrusione.
Per stabilizzare la Linea è quindi necessario effettuare l’Analisi di Processo (pag. 95 del mio Manuale di estrusione) del Complesso di estrusione usando la solita Testa-Filiera per produrre “quel Profilo” con “il solito Polimero” e la linea deve essere condotta dai soliti Conduttori.
Fare l’Analisi di processo significa registrare come cambiano, durante la produzione del Lotto, i seguenti “Parametri di Processo” registrati all’uscita dalla vite ossia al momento dell’entrata nella testa:
Giri vite (quando non sono Costanti) Portata, Temperatura del fuso e Pressione.
Come insegno ai Conduttori la tecnica per stabilizzare il Complesso di estrusione?
I conduttori avvieranno la linea e raggiungeranno le “Condizioni di lavoro Standard” per produrre il profilo desiderato. Quando il Profilo avrà la Qualità desiderata verranno registrati i “Valori” dei Parametri di Processo tra i quali quello della Pressione che cambia tutte le volte che varia uno qualsiasi degli altri Parametri come è previsto dalla Legge del flusso di Poiseuille.
Questi sono i Valori che devono essere mantenuti costanti per ottenere la Qualità di quel Profilo sempre identica quando si usa la stessa Testa-Filiera ed un qualsiasi estrusore.
Ricordarsi!
Stessa velocità della Linea, ossia, Portata, stessa Testa-Filiera e qualsiasi estrusore, ma ai giri-vite che fanno uscire il fuso, dell’estrusore qualsiasi, alla Temperatura registrata durante l’Analisi di Processo.
Proseguendo con le registrazioni dei Parametri, in tempi prestabiliti, si troverà di quanto cambiano la Portata e la Temperatura del fuso durante la produzione.
Contemporaneamente, nei tempi morti, insegnerò ai Conduttori la tecnica per riportare la Pressione al Valore della prima registrazione il che garantisce che anche gli altri parametri tornino ai Valori della prima registrazione. Inoltre insegnerò come si interviene sulle “Condizioni di lavoro Standard” (quelle impostate dai Conduttori prima di iniziare la stabilizzazione dei Parametri di Processo) per individuare le Cause delle variazioni di Portata e come eliminarle.
La regola da seguire per stabilizzare i Parametri è: Ogni instabilità ha la sua Causa che si può e si deve eliminare.
Continuando a registrare i Valori dei Parametri per alcune ore tutte le instabilità verranno eliminate.
Perciò quando per produrre quel Profilo verrà usato lo stesso polimero i Conduttori, estrudendo con gli stessi Valori dei Parametri, dovranno solo cambiare le bobine o raccogliere i Profili che escono a fine linea. La Qualità del Prodotto sarà garantita dalla costanza dei Parametri.
Non ci saranno più problemi di Qualità né per i Conduttori né per la Ditta.
Dopo l’esperienza con il primo Profilo, so per esperienza, i Conduttori troveranno i valori dei Parametri per gli altri Profili senza chiedere suggerimenti, ma, forse, mi insegneranno qualche regola pratica che usano da anni.
Dopo la stabilizzazione della prima Linea i Conduttori saranno costretti a stabilizzare un nuovo Profilo, o lo stesso, estrudendo con un Complesso di estrusione diverso, non ancora stabilizzato, con diverse Cause di instabilità e diversi polimeri. Questo significa che io e i Conduttori saremo costretti ad iniziare dall’Analisi di Processo e rifare la stessa Sequenza.
Quando tutte le linee saranno state stabilizzate sarà giunto il momento di Ottimizzare il Target seguendo le regole del Know How “Miani 2009”, che garantisce l’estrusione del fuso ad una temperatura più bassa agli stessi giri-vite.
Usando il KH “Miani 2009”, si può estrudere lo stesso Profilo con la stessa Qualità ad una velocità maggiore e, conseguentemente, ad un minor Costo/Kg.
N.B. E’ importante che la Ditta sappia che, in futuro, tutto quello che deve essere fatto dai Conduttori, per mantenere stabile la Qualità del Profilo, può essere fatto automaticamente da un Microprocessore.
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