Tempra a induzione dei pignoni sterzo: Processo veloce e alta qualità dei componenti

Nell’attuale produzione di autoveicoli si tende fortemente alla standardizzazione dei processi produttivi, orientandosi verso un’organizzazione uniforme degli stabilimenti per garantire processi efficienti anche in sedi differenti. Il mercato richiede inoltre che i processi produttivi non offrano “soluzioni preconfezionate”, ma soluzioni che si adattino alle varie esigenze dei clienti. L’azienda tedesca Eldec, società affiliata del gruppo EMAG, affronta questa sfida sviluppando impianti di tempra su misura perfettamente integrabili nei differenti sistemi produttivi.

Per capire come Eldec riesca a soddisfare questa richiesta del mercato, è possibile prendere come esempio la produzione dei pignoni sterzo. Questi componenti vengono prodotti ogni anno in elevate quantità, poiché sono parte integrante di tutti i sistemi sterzanti e vengono utilizzati per la trasmissione della forza sterzante alla scatola di comando dello sterzo e dunque alle ruote. Questa operazione  viene ripetuta milioni di volte nel corso del ciclo di vita di un autoveicolo, pertanto la lavorazione del componente deve assicurare il mantenimento della stabilità del materiale. Le macchine eldec non solo riescono a far fronte alla richiesta di stabilità, ma consentono anche di ridurre i costi derivanti dalla produzione di pignoni in elevate quantità. Con il classico processo di cementazione, infatti,  la lavorazione dei pignoni avviene al di fuori della linea di produzione, affidando il compito a subfornitori esterni, con conseguenti costi aggiuntivi di progettazione, mentre con eldec è possibile integrare il processo di tempra direttamente nella linea.

Tempra a induzione  in meno di un secondo
Attiva a livello internazionale, eldec ha sede a Dornstetten, in Germania ed è specializzata nella produzione e distribuzione di sistemi di riscaldamento a induzione ad alta efficienza, dedicati  alle applicazioni industriali più varie.
Come già detto, la tempra a induzione offre un’ottima alternativa alla cementazione, soprattutto in termini di costi e di efficienza energetica . Il punto di forza della tecnologia eldec è la velocità del processo. Se con la cementazione, il pignone sterzo deve essere riscaldato per ore, con la tempra a induzione la fase di riscaldamento dura meno di un secondo. L'apporto termico avviene mediante induzione di correnti parassite e durante la lavorazione vengono riscaldate solo le parti del componente che è necessario temprare, con solo un piccolo influsso e profondità di pochi millimetri. "Questa caratteristica rappresenta il presupposto fondamentale per l’elevata velocità di lavorazione," spiega Stefan Rechtacek dell'ufficio tecnico eldec. "A tale scopo, controlliamo con estrema precisione la frequenza con cui vengono apportate le correnti parassite".

La tecnologia SDF migliora la qualità dei componenti
I vantaggi di questo processo innovativo si riscontrano proprio nella lavorazione del pignone sterzo. Generatori con tecnologia a doppia frequenza simultanea (SDF) forniscono l’energia necessaria per le macchine di tempra e sul componente agiscono due frequenze differenti. Mentre la media frequenza penetra più in profondità nella ruota dentata e riscalda soprattutto la base del dente, l’alta frequenza ne riscalda solo la testa. Nel caso del pignone sterzo, mediante l'SDF, il riscaldamento avviene con profondità e temperatura assolutamente uniformi, cosicché , anche nei moduli più grandi, si ottiene sempre un profilo di tempra uniforme. "Adattiamo perfettamente la fonte di energia alla tipologia di componente, per questo non abbiamo soluzioni standard, ma sistemi estremamente flessibili, configurabili a seconda delle richieste di produzione” - aggiunge Rechtacek.   

Tecnologia di tempra completa
Lo stesso concetto vale anche per le macchine eldec della serie "MIND". L'abbreviazione sta per Modular Induction e denomina una tipologia di macchina configurabile esattamente a seconda  delle dimensioni del pezzo, del profilo di tempra desiderato e dei lotti richiesti. Inoltre, grazie al sistema modulare vengono impiegati componenti collaudati, senza eccezioni, con conseguenti vantaggi per la stabilità degli impianti, il tutto con un buon rapporto qualità-prezzo.  
Ovviamente anche la produzione degli utensili-induttori viene realizzata in base alle indicazioni del cliente. Con l’ausilio del software CAD 3D, gli utensili vengono progettati con la massima precisione, in base al tipo di componente da lavorare "Al termine della progettazione e dello studio offriamo al cliente una macchina
costruita su misura, che in caso di necessità può essere equipaggiata con soluzioni automatizzate. Come le macchine di tempra, anche automazioni e robot si integrano perfettamente nella linea produttiva”, spiega Rechtacek.  
Per quanto riguarda la lavorazione del pignone sterzo, bisogna studiare un sistema produttivo completo in più fasi, che consideri la lavorazione da grezzo al pezzo finito e che comprenda anche altre tecnologie (ad es. rettifica e tornitura). Per il settore automotive EMAG deve dunque sviluppare una soluzione chiavi in mano completa.  

Qualità della lavorazione in primo piano
Non da ultimo, nella produzione su larga scala di un componente fondamentale per la sicurezza, conta la garanzia di qualità della lavorazione e la precisione dimensionale. Con la serie MIND la dilatazione del pignone dello sterzo con l'utilizzo della tecnologia eldec è di soli 0,2 millimetri. Per la tempra questo è un valore estremamente basso ed è inoltre riproducibile in qualsiasi momento: un fattore importante in caso di apertura di nuovi stabilimenti di produzione in Asia o Sud America. "Veniamo contattati spesso da aziende che hanno bisogno di una qualità di lavorazione elevata per i propri componenti, una richiesta che eldec può sempre garantire. Inoltre, siamo in grado di fornire processi di tempra economici studiati su misura. Grazie a questi requisiti eldec è in grado di affermarsi tra le aziende leader del mercato", conclude infine Rechtacek.