Triangle’s è la sfida europea all’invasione cinese nel campo della bicicletta. Una sfida vincente per competitività e qualità. Sediata a Águeda (Portogallo) l’azienda produce telai d’alluminio di alta qualità per biciclette elettriche e non. Vediamo come ha risolto la fase di verniciatura, finalizzata a ottenere finiture ai massimi livelli di qualità di mercato.

Triangle’s nasce nel 2015 come risposta tecnologica per la produzione di telai di biciclette, elettriche e a pedali, di un distretto industriale dedicato in crescita, ma via via monopolizzato da produttori cinesi. Questi ultimi, molto competitivi sotto il profilo economico, ma di bassa qualità per materiali, saldature e verniciature. Mentre alcune grandi organizzazioni di vendita di biciclette (Decathlon, per esempio) decidevano di far sverniciare, controllare ed eventualmente rifare le saldature e la verniciatura di ogni telaio in arrivo in Europa dall’Estremo Oriente, tre imprenditori portoghesi proponevano al mercato la produzione in Portogallo di grandi volumi di telai di alta qualità, utilizzando alluminio e automatizzandone tutte le fasi produttive. Assicurazione di qualità, risparmi nella logistica e rilavorazioni hanno permesso all’azienda di competere con successo con i produttori orientali: il suo grande sviluppo ha convinto un importante gruppo finanziario portoghese, Semapa, ad acquisire la maggioranza azionaria dell’azienda – oggi è ancora in azienda il più tecnico dei tre fondatori – per spingere sugli investimenti e migliorare ulteriormente le prestazioni qualitative, economiche e la gamma di prodotto di Triangle’s. Tra gli investimenti recenti, l’espansione del reparto di verniciatura con l’installazione di un nuovo doppio impianto per applicare vernici sia liquide che in polvere, robotizzato, compatto, completamente fuori polvere, progettato e installato da Sindura.
Con Luis Rodríguez e César Martins, i soci di Sindura, l’impiantista che ha progettato e installato l’impianto, abbiamo potuto visitare l’azienda portoghese e il suo rinnovato reparto di verniciatura.

Descrizione generale dell’impianto

«La progettazione del nuovo impianto è stata una sfida importante: gli spazi messi a disposizione da Triangle’s erano limitati – ci spiegano i nostri due interlocutori – bisognava mantenere ben separati gli ambienti delle tecnologie di verniciatura utilizzate, liquido e polveri, robotizzare completamente le operazioni d’applicazione, produrre con l’obiettivo di minimizzare la difettosità.

La soluzione che abbiamo proposto per le operazioni di finitura, e che vediamo qui in funzionamento, consta di una doppia linea – entrambe contenute in un’unica struttura – con due forni sovrapposti (l’inferiore destinato ai colori, il superiore ai trasparenti), cabine d’applicazione completamente automatizzate con robot antropomorfi e reciprocatori intelligenti, una per le polveri (base-coat e top-coat) e una per le vernici liquide (idem), trasportatore birotaia.

Poiché i pezzi prodotti possono essere molto diversi tra di loro – diversi telai per biciclette a pedali, elettriche, cargo-bike, coperchi batterie e motori elettrici, e così via – abbiamo installato un sistema di sensori per la lettura dei pezzi nei punti del trasportatore dove necessario per la gestione del processo assegnato a ogni pezzo. Il sistema RFID gestisce gli ordini di produzione e trasmette automaticamente i dati ai robot, che scelgono il relativo programma d’applicazione relativo. Restano manuali le operazioni di carico-scarico. Una volta applicato il fondo (liquido o in polvere) i pezzi sono traslati alla linea che dirige i pezzi al reparto di applicazione delle decalcomanie. Da qui tornano e sono traslate a una o all’altra linea d’applicazione della finitura. Se si escludono queste operazioni di carico-scarico, tutti i processi sono ad alta automazione, gestiti da tecnologie avanzate di riconoscimento pezzi e settaggio dell’intero impianto.

Verniciatura a liquido e a polvere

«Le fasi di pretrattamento sono uguali per i telai e l’altra componentistica, indipendentemente dal ciclo di verniciatura successivo. Poiché la produzione dell’azienda è diretta a molti diversi produttori di bicilette è stato fondamentale pensare a un’architettura impiantistica capace di applicare ogni tipo di ciclo. Le vernici liquide sono di solito utilizzate per l’applicazione di effetti decorativi e colori speciali, e in ogni caso quando il ciclo liquido è previsto dalle specifiche del cliente di Triangle’s.
Vediamo qualche esempio di ciclo che è possibile applicare:

• il pezzo può ricevere una prima mano di colore a polvere, uscire dalla linea per essere decorato con adesivi, poi rientrare per ricevere il trasparente a polvere. Idem se si applicano vernici liquide
• alcuni clienti di Trangle’s, infatti, richiedono verniciature interamente in polvere, altri esclusivamente liquide, in base alle specifiche di ciascun produttore di biciclette
• in via di principio l’impianto può gestire anche cicli misti, ma attualmente le specifiche dei clienti di Triangle’s non lo prevedono.

Naturalmente è possibile ottenere telai bicolore, anche se ciò richiede l’applicazione di mascherature complesse che possono lasciare segni visibili, in particolare con le polveri.
Con le polveri è difficile ottenere sfumature e degradé: in questi casi risulta più semplice effettuare cicli solo liquidi (in via teorica, potrebbero essere anche misti), l’impianto così progettato permette di soddisfare tutte le esigenze di personalizzazione dei cicli e delle finiture, presenti e future».

Flusso di produzione e automazione

Un processo tipico prevede:

1. Carico del pezzo nella zona di lettura;
2. Identificazione automatica tramite RFID;
3. Prima di entrare in cabina di verniciatura il pezzo attraversa la stazione di lettura RFDI e il robot recupera il programma di verniciatura necessario, viene verniciato e va al forno;
4. All’uscita viene traslato, al momento manualmente, alla linea che lo trasporta nella zona d’applicazione delle decalcomanie e lo riporta nella zona di traslazione alla linea d’applicazione della finitura trasparente.

Le due linee integrate verticalmente sono destinate all’applicazione dei colori (inferiore) e dei trasparenti (superiore). La sovrapposizione dei forni permette l’uso ottimale dell’energia. I forni lavorano alle stesse temperature (lavorano intorno ai 180 °C), anche se in via teorica sarebbe possibile differenziare le temperature, nel caso fosse utile o necessario.

Gestione e controllo

«La gestione dell’impianto si effettua mediante HMDI grafiche, da cui si selezionano i programmi e gestiscono:

• Robot
• Forni
• Convogliatore birotaia (nel momento della visita la velocità era impostata a 2 m/min)

Il sistema traccia i dati e registra tutti i consumi (gas, elettricità, vernici) per ogni ordine e salva i dati su server. Permette di scaricare report e analizzare eventuali difetti e gli allarmi, per prendere le opportune misure migliorative e risolutive».

Programmazione e manutenzione

«Linea e robot d’applicazione sono stati inizialmente programmati dal nostro ufficio tecnico, che nel frattempo ha addestrato il gestore della linea ad essere autonomo. Ora la programmazione viene gestita internamente dal personale addetto di Triangle’s. Il sistema d’applicazione controlla pistole, ricircolo e apertura/chiusura automatica delle pistole, per una verniciatura precisa e consumi di vernici e polveri ottimali. Abbiamo previsto anche una stazione per ritocchi manuali, anche utilizzata raramente e solo per pezzi specifici (i coperchi dei contenitori delle batteria).
Oltre alla cabina per vernici liquide, anche la cabina a polveri (Wagner) è installata in un box completamente chiuso, per garantire aria e ambiente pulito, e ottenere una finitura di alta qualità: i telai Triangle’s presentano tutti uno standard di qualità “automotive”».

Qualità della finitura

«In fase di avviamento abbiamo analizzato, insieme alla funzione controllo qualità di Triangle’s, lo standard di qualità finale del processo. Abbiamo rilevato qualche criticità nei risultati dopo applicazione del trasparente e individuato le cause:

• interferenze con la messa a terra del pezzo dopo l’applicazione delle decalcomanie, per la presenza di resti di manipolazione dei telai
• presenza di residui di colla lasciati dalle stesse decalcomanie, che generavano macchie e aloni visibili solo dopo la cottura
• necessità di ottimizzazione delle maschere e delle operazioni di mascheratura, laddove necessarie.

La soluzione individuata ha riguardato, dal lato Triangle’s, una formazione specifica sulla manipolazione dei telai per l’applicazione delle decalcomanie e delle mascherature; dal lato del processo, la creazione di una zona per il lavaggio manuale, con acqua calda a 40 °C, delle zone manipolate. Con tali misure abbiamo ridotto la percentuale di questo tipo di difetto al di sotto dell’1%.

Robotica e programmazione “manuale”

Il sistema d’applicazione mediante robot simula la mano dell’operatore: basta muovere la pistola come si farebbe a mano e il robot ne replica i movimenti.
Poiché si è deciso di lavorare a una velocità della linea fissa (2 m/min), per i telai più grandi – per esempio quelli delle cargo-bike – è stata prevista anche una postazione per il ritocco manuale nei punti più difficili da raggiungere.

Conclusione

«La linea – ci dice in conclusione il gestore dell’impianto – è in funzione da quasi due anni. È un impianto complesso, che ha richiesto formazione continua con i tecnici di Sindura, durante il quale abbiamo però potuto ottenere risultati sempre migliori e ottimizzarne l’uso. Formazione, controllo dei processi e robotizzazione oggi ci permettono di garantire alta qualità, tracciabilità e risultati consistenti».