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UNI HEAT di EMAG eldec: Il sistema di riscaldamento induttivo vanta risultati eccellenti nella realizzazione di motori presso Elektror

Molti processi di produzione industriale sono praticamente impensabili senza i ventilatori, che svolgono ad esempio un ruolo determinante nell’essiccazione, aspirazione o nel raffreddamento di materiali. La stabilità e l’efficienza della soluzione di produzione complessiva dipendono spesso proprio dai ventilatori utilizzati. In quest’ottica si spiega il compito impegnativo di Elektror airsystems: l’azienda è leader internazionale nella produzione di ventilatori industriali e compressori a canale laterale. Da metà 2018, Elektror ha scelto il sistema UNI HEAT di EMAG eldec per la produzione dei motori elettrici utilizzati nei ventilatori. Questo sistema garantisce un riscaldamento induttivo rapido e preciso del corpo di alloggiamento vuoto dello statore prima del successivo processo di assemblaggio con l’avvolgimento del motore. La sicurezza e la flessibilità dell’intero processo sono importanti per la produzione rapida, basata sul concetto “One-Piece-Flow”, che caratterizza Elektror. Quali esperienze hanno acquisito gli utilizzatori con questa soluzione di EMAG eldec?

Vengono realizzati 250 motori per ventilatori al giorno
Sistema di riscaldamento a induzione UNI-HEAT - Prima fase
Sistema di riscaldamento a induzione UNI-HEAT - Posizione di lavorazione
L'avvolgimento del motore viene inserito nel carter vuoto riscaldato dello statore.
Impiego del sistema di riscaldamento a induzione UNI HEAT presso Elektror per la realizzazione di motori
Il riattrezzamento dell'UNI HEAT è estremamente semplice

L’aria rappresenta un mezzo di lavoro indispensabile nell’ambito della produzione industriale: consente, ad esempio, di aspirare l’umidità o la polvere in eccesso, di raffreddare materiali riscaldati, di trasportare gas e vapori prodotti oppure di muovere solidi attraverso la corrente d’aria. I ventilatori, oltre a costituire un elemento chiave dell’impianto di ventilazione, vengono sottoposti a sollecitazioni estreme e devono spesso eseguire le loro funzioni per diversi anni – una serie di sfide che Elektror airsystems affronta da decenni. L’azienda, con sede centrale a Ostfildern e due impianti di produzione a Waghäusel e a Chorzów, in Polonia, produce ogni anno circa 60.000 ventilatori industriali e compressori a canale laterale. Si tratta spesso di soluzioni personalizzate, caratterizzate ad esempio da un preciso livello di pressione, materiali resistenti o una struttura con vibrazioni particolarmente ridotte. Nella progettazione di un ventilatore sono previste infinite possibilità di adattamento – e questo vale ovviamente anche per gli azionamenti elettrici dei dispositivi. Elektror realizza pertanto motori di svariate dimensioni e livelli di potenza, i cui componenti vengono configurati su ordinazione e montati nell’ambito di un processo snello. Gli specialisti della ventilazione attribuiscono enorme importanza alla sicurezza del processo. La tolleranza degli errori deve essere sempre “zero”. 

Riscaldamento induttivo in primo piano

In questo contesto, uno dei processi centrali è rappresentato dalla giunzione termica del corpo di alloggiamento vuoto dello statore e dell’avvolgimento del motore: il corpo di alloggiamento viene riscaldato a una temperatura compresa tra 280 e 300 gradi Celsius attraverso un sistema di riscaldamento induttivo. In questo modo, il corpo si espande ed è possibile inserire manualmente l’avvolgimento del motore. In fase di raffreddamento il corpo di alloggiamento si ritrae di nuovo, creando con l’avvolgimento un assemblaggio ad accoppiamento di forma molto resistente. Nel 2018, gli specialisti hanno deciso di sostituire il precedente sistema di riscaldamento, ormai obsoleto. Come si è arrivati a tale decisione? “Uno dei nostri obiettivi principali in questo investimento era l’aumento della sicurezza del processo di riscaldamento induttivo. Il sistema precedente, per esempio, non indicava la temperatura di lavorazione effettivamente raggiunta dal pezzo, causando in alcuni casi tempi di ciclo più lunghi per l’assemblaggio successivo. Inoltre la fornitura di pezzi di ricambio non era assicurata”, spiega Roland Sand, coordinatore del gruppo produzione presso Elektror. “Eravamo quindi alla ricerca di un sistema che garantisse temperature estremamente precise in fase di riscaldamento, facile da gestire per l’operatore e con processi svolti costantemente in sicurezza. Cercavamo anche un fornitore della nostra regione, che potesse venire direttamente sul posto in caso di assistenza. Con la sua tecnologia UNI-HEAT, EMAG eldec soddisfa questi requisiti.”

Processo più semplice e sicuro

Ora presso Elektror si effettua un ciclo di lavorazione molto più sicuro e rapido, incentrato sul sistema UNI-HEAT sviluppato su misura: servendosi di guanti di protezione, l’operatore prende il corpo di alloggiamento vuoto, lo posiziona in un portapezzo adatto che spinge quindi all’interno dell’impianto. Chiudendo lo sportello scorrevole, si avvia il processo successivo: il pezzo si sposta verso l’alto fino a raggiungere la posizione di partenza, dove l’induttore ad asta si inserisce nell’involucro del corpo di alloggiamento vuoto. Il successivo processo di riscaldamento ha una durata compresa tra soli 30 e 120 secondi, in base alle dimensioni del pezzo. Al termine, una spia luminosa segnala che è nuovamente possibile prelevare il pezzo, che viene posizionato in una sagoma predisposta nella posizione di raffreddamento, mentre l’avvolgimento del motore viene inserito dall’alto. Dopo un breve processo di raffreddamento il motore è “accoppiato” e passa su un nastro trasportatore per essere sottoposto alla lavorazione successiva. “In questo modo produciamo circa 250 motori al giorno”, dichiara Steffen Müller del controllo di qualità presso Elektror. “Sebbene le dimensioni dei pezzi cambino regolarmente, il processo è eseguito con la massima stabilità, praticamente senza problemi o errori.” Tutto ciò anche grazie alla facilità di riattrezzamento dell’impianto in caso di sostituzione di un componente: in questo caso, è necessario chiudere l’alimentazione dell’acqua, allentare due viti sul supporto dell’induttore e quindi si può estrarre l’utensile o inserirne uno nuovo. Il portapezzo è solo appoggiato e può essere rimosso facilmente dal supporto e sostituito. “L’intero processo di riattrezzamento, compreso il cambio di programma attraverso il modulo di controllo, dura un solo minuto. diverse misure di sicurezza evitano malfunzionamenti”, spiega Müller.

Soluzione sviluppata su misura per Elektror 

La fase di sviluppo presso EMAG eldec ha un ruolo determinante per la qualità, la sicurezza e l’efficienza di questo processo di riscaldamento induttivo. Gli specialisti dell’induzione sono responsabili di soluzioni globali che comprendono anche il generatore adatto e gli induttori richiesti. EMAG eldec è in grado di rispondere in maniera ottimale alle necessità di sviluppo di questi elementi essenziali per un processo di riscaldamento: da un lato, presso la sede di Dornstetten viene realizzata un’ampia gamma di generatori a rendimento elevato e con un dosaggio preciso dell’energia. Dall’altro, gli specialisti producono fino a 1.000 induttori ogni anno. La produzione di induttori viene realizzata nell’ambito di un processo produttivo complesso che ruota intorno all’elevata precisione di diversi dettagli. Determinanti risultano, ad esempio, la profondità e i punti di penetrazione del calore nel componente, fattori che incidono anche sulla geometria dell’induttore e sulla dotazione del generatore. Nella fase iniziale, EMAG eldec può contare tra l’altro su una simulazione completa del processo e sull’utilizzo di apparecchi per la ripresa termica di immagini. Successivamente, ogni soluzione completa UNI-HEAT pronta viene testata sul componente vero e proprio e presentata al cliente al momento della consegna a Dornstetten. “Dall’avvio della produzione a maggio 2018 non ci sono stati praticamente mai guasti”, sintetizza Roland Sand. “L’assistenza eldec ha risolto rapidamente piccoli problemi di avvio. Le nostre aspettative in merito a questo investimento sono state pienamente soddisfatte.”