Come ho Risolto in 24 ore un Problema Estetico sull’Alluminio Anodizzato di una Supercar.

 

Motivexlab Risoluzione problema supercarSe ti occupi di lavorazione dell’alluminio per il settore automotive, non puoi perderti questo articolo.

Il nostro mondo, cioè quello dei controlli distruttivi sui materiali metallici per le principali case automobilistiche mondiali, è giustamente pieno di segreti.

Difficilmente qualcuno condividerà con te le sue problematiche produttive e quindi certi trucchi li scoprirai solo sulla tua pelle, dopo aver scartato migliaia di euro di materiale già lavorato per colpa di una non conformità emersa nel tuo processo produttivo.

A meno che… non leggi con attenzione cosa è successo al mio cliente XX (per questioni di privacy non posso rivelare il nome), e non prendi spunto dalla sua esperienza per evitarti un sacco di guai.

Quello che segue è il racconto dell’analisi che ho condotto per determinare le cause di una difettosità estetica su dei particolari in alluminio anodizzato.
Qualche tempo fa un noto produttore di componenti per automobili sportive, si è trovato tra le mani un numero importante di supporti vetro anodizzati con dei difetti estetici visibili a occhio nudo.
Il danno ammontava a parecchie migliaia di euro e causava un grosso problema d’immagine con la casa automobilistica sinonimo di prestigio e eccellenza italiana nel mondo.
Si hai capito bene, non stiamo parlando di una macchina sportiva qualsiasi, stiamo parlando della Macchina Sportiva, la Supercar che tutti, almeno una volta, abbiamo sognato di possedere.

La prima fase del lavoro è stato un incontro con il cliente per definire i processi produttivi di fabbricazione del componente e i vari tipi di difettosità emersi sul prodotto finito.
In questa fase è stato molto importante l’atteggiamento tenuto dal cliente XX.
Infatti, una volta comunicato il budget che aveva a disposizione per risolvere il problema e accertata da parte del mio laboratorio prove, la possibilità di aiutarlo a risolvere il suo problema in 24 ore, si è affidato completamente alla mia esperienza e del mio team.
Mi ha permesso di scegliere in piena autonomia la tipologia e la quantità di prove più adatta per arrivare velocemente a scoprire la causa del difetto estetico che compariva su un gran numero dei suoi campioni.

Il suo problema andava risolto subito, perché ogni giorno di fermo produttivo gli creava dei danni enormi e allo stesso tempo non poteva continuare a produrre con una percentuale così alta di scarti.
Per fortuna io e la mia squadra, siamo stati addestrati a lavorare per fare arrivare sulla scrivania del cliente i risultati delle analisi in 24 ore. Senza errori e senza impazzire, perché seguiamo un iter di lavoro conforme alla norma ISO/IEC 17025 e ai principali metodi di prova internazionali, validato in 20 anni di attività di laboratorio e più di 40 mila rapporti di prova consegnati ai clienti.
Ma soprattutto questo metodo permette a chi come te ha fretta di intervenire su un processo non conforme, di portare a casa la soluzione in 24 ore, senza impazzire a sollecitare i report al laboratorio prove.

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Il componente che ho analizzato, come dicevo, è una staffa di tenuta del vetro, fabbricata partendo da una barra trafilata di una lega di alluminio della serie 6000 secondo la norma UNI EN 573-3:2008. Il processo di fabbricazione prevede il taglio a misura del pezzo, la curvatura secondo un raggio specifico, la lavorazione meccanica mediante fresa per creare intagli e fori.
Poi si passa alla lavorazione estetica vera e propria, che prevede un’accurata lucidatura superficiale mediante pasta abrasiva ed infine l’anodizzazione della superficie con finitura nera lucida.

Vediamo innanzitutto qualche veloce nozione tecnica sulle lavorazioni di preparazione della superficie e anodizzazione.
Il processo di preparazione della superficie prevede i seguenti passaggi:
1) spazzolatura: eseguita meccanicamente con spazzole e l’utilizzo di una pasta abrasiva all’ossido di alluminio (questo elemento è molto importante, come vedremo più avanti!);
2) sgrassatura: pulizia da oli o alte contaminazioni;
3) decapaggio: ottenuto mediante attacco chimico della superficie con soda per eliminare ogni traccia di contaminazione superficiale (grassi, olii, sporco, ecc…);
4) neutralizzazione: trattamento eseguito per eliminare le tracce dei bagni precedenti.

L’anodizzazione è un processo elettrochimico che permette di depositare sulla superficie dell’alluminio uno strato protettivo di ossido per proteggerlo dalla corrosione e anche, a livello estetico, per colorarlo. L’anodizzazione non è un riporto di materiale, né una verniciatura; si tratta infatti di una trasformazione superficiale nella quale la superficie del materiale reagisce con l’ossigeno che si genera nel processo e forma ossido di alluminio. Lo strato di materiale che si forma ha uno spessore variabile, ma comunque dell’ordine dei 10 µm. Le classi di spessore vengono definite dalla norma UNI 10681:2010.

In seguito a tutti queste lavorazioni, il cliente ha riscontrato alcune finiture oggetto di scarto, con difetti di varia natura e descrivibili come bande opacizzate e altri difetti di natura puntiforme al centro di una “scia” longitudinale rispetto alla lunghezza del componente. La domanda specifica del cliente era sapere in quale fase della lavorazione si ha la formazione del difetto estetico tra la fase di lucidatura oppure anodizzazione, oppure ancora prima se si tratta di un difetto della barra di materiale originale.

A questo punto, è arrivato un momento per me molto importante, ovvero decidere quali sarebbero state le prove più adatte per fornire tutte le risposte! Sulla base del tipo di difetto, estetico piuttosto che funzionale, e intuendo il tipo di informazioni necessarie al mio interlocutore, ho scelto di eseguire 2 analisi mirate e specialistiche: l’esame al microscopio elettronico SEM con microsonda EDS della superficie del difetto, dalla quale è stata poi ottenuta la sezione trasversale che, una volta inglobata in resina fenolica, è stata analizzata al microscopio ottico.

Il difetto più rappresentativo che è stato osservato, descrivibile come una “scia”, è stato identificato in una particella incastonata sulla superficie, la cui morfologia è rappresentata nella foto qui in alto. L’osservazione delle immagini SEM mi ha permesso di stabilire che la particella, di probabile natura dura, è stata trascinata sulla superficie del materiale durante l’operazione di lucidatura, lasciando una deformazione plastica origine della scia osservata. Ho anche osservato come una porzione della particella era in parte sovrapposta al materiale, denotando quindi un’azione meccanica esterna come origine del suo spostamento ed escludendo un’inclusione endogena al materiale stesso.

Con la successiva analisi mediante microsonda EDS ho rilevato i singoli elementi della particella, e cioè ossigeno e alluminio in una proporzione tale da poter ricondurre il materiale ad un ossido di alluminio. Tale materiale è dotato di elevata durezza, e conferma le ipotesi che avevo fatto in precedenza sulla base delle osservazioni morfologiche del difetto.
L’identificazione della natura della particella, sulla base degli elementi dall’analisi EDS è stata sicuramente la fase più importante dell’intero lavoro di ricerca! Infatti durante il processo di lucidatura viene utilizzata una pasta abrasiva il cui composto è proprio a base di particelle dure di ossido di alluminio. Infatti, come anticipavo prima, le caratteristiche di elevata durezza dell’allumina vengono proprio sfruttate per la creazione di paste lucidanti come in questo caso.

Collegando dunque tutti i risultati dell’analisi, ho potuto stabilire che il difetto si è generato nel processo di lucidatura, a causa di una particella della pasta abrasiva con granulometria anomala.

Come ti ho detto all’inizio, in questa commessa posso dire che il cliente XX è stato davvero grande.
Infatti ho ottenuto delle informazioni veramente complete dal cliente XX, con spiegazioni dettagliate, documentazione cartacea completa e una grande collaborazione che ha permesso di arrivare velocemente a identificare la causa del difetto.

Il cliente XX ha potuto immediatamente mettere sotto controllo il processo di lucidatura, eliminare la causa della non conformità, e ricominciare subito a produrre senza scarti.

Le Supercar sono salve e belle come meritano di essere!

Se hai anche tu qualche problema di conformità del materiale che stai lavorando e vuoi toglierti il pensiero in fretta, senza farti stressare dal tuo capo e dal tuo cliente, che pretendono risposte immediate, telefona allo 011 93 70 516 oppure compila il modulo dei contatti in fondo alla pagina.
Corro al microscopio!

Carlo Chiampo

P.S. Se non l’hai ancora fatto, fai un salto nella sezione “Risorse gratuite” del nostro sito!

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2017-05-18T10:20:29+00:00 domenica, 19 luglio , 2015|Failure analysis|

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