L’orizzonte di sviluppo dell’attività del terzismo di verniciatura è sempre più proiettato verso un’integrazione verticale di processi e servizi a completamento della verniciatura. Il focus sulla qualità, l’implementazione di pratiche di lean production per efficientare la produzione e accorciare i tempi di consegna, la conformità a standard qualitativi riconosciuti a livello internazionale sono già strumenti utilizzati dai verniciatori conto terzi più professionali per restare competitivi e – al contempo – contrastare la tendenza all’insourcing della verniciatura da parte di molte aziende manifatturiere. Affiancare nuovi processi a quello di trattamento superfici consente alle aziende di dimensioni maggiori e più strutturate di diventare dei veri e propri reparti di produzione esterni dei propri clienti, responsabili dall’inizio alla fine – inclusi i controlli qualità e di conformità alle specifiche – di una serie di fasi produttive, non solo della finitura. Un terzista, inoltre, deve oggi fornire prestazioni tecniche misurabili, in linea con le istanze di sostenibilità ambientale, sociale ed economica.
Questa è la via che Comel SpA di Arre, Padova, già protagonista nel 2015 di un ampio reportage su ipcm® in occasione dell’installazione di un primo impianto di verniciatura automatico all’avanguardia in sostituzione dei due utilizzati fino al 2013, ha intrapreso tempo fa. Partendo da una base finanziaria e industriale solida e cercando costantemente di incrementare l’efficienza dei processi e la redditività delle lavorazioni, Comel oggi riesce ad offrire un servizio completo, rapido, flessibile e di qualità ai propri clienti che, in cambio, la fidelizzano come fornitore esclusivo. Questo, anche grazie alla propensione all’innovazione, agli investimenti in tecnologie avanzate e alla formazione del personale.
Siamo tornati in Comel lo scorso ottobre per visitare quello che è uno dei più grandi impianti di logistica interna e di verniciatura oggi attivi in Italia, realizzato nel 2024 in collaborazione con un pool di fornitori appositamente scelti per inserire le proprie migliori tecnologie ai fini del soddisfacimento dell’obiettivo primario dell’azienda: non solo aumentare la capacità produttiva di verniciatura a polvere, ma anche ottimizzare il flusso di processo collegando le due fasi produttive principali: finitura e montaggio, abbattendo gli sprechi.
Per questo progetto imponente Comel ha scelto le competenze e l’esperienza di Futura di Robecco Pavese (PV), Imel di Codroipo (UD), Wagner di Valmadrera (LC), Lesta di Dairago (MI) e la divisione italiana di Chemetall (Giussano, MB), che hanno collaborato in un progetto durato quasi due anni per concretizzare gli obiettivi ambiziosi dell’azienda padovana.
Chi è Comel oggi
Fondata da Luigino Giacometti nel 1970 come azienda terzista di lavorazione della lamiera verniciata, in acciaio inox e alluminio esclusivamente per il settore del condizionamento, nel 2000 Comel ha aperto le porte ad altri settori e, da quel momento, la composizione del fatturato si è notevolmente diversificata. L’ufficio tecnico fornisce un supporto costante al cliente non solo per progetti nuovi o per l’industrializzazione di progetti già esistenti, ma anche per la ricerca di soluzioni tecniche alternative per aumentare la competitività del cliente. Ciò che distingue Comel dalla concorrenza è la completezza del servizio, che da taglio, piega e saldatura della lamiera arriva fino alla verniciatura, l’assemblaggio e il kittaggio. “In questi ultimi dieci anni l’azienda è cresciuta, migliorata e si è trasformata. Le migliori tecnologie del mercato vengono costantemente valutate, ma non solo. Dal punto di vista delle competenze tecniche del personale, l’azienda punta molto sulle proprie risorse professionali. Nell’ambito della verniciatura, alcune figure-chiave sono cambiate e dal 2016 abbiamo un responsabile dell’ottimizzazione dei processi, Nicola Cesarato, che supporta l’azienda negli investimenti, nella transizione verso un futuro sostenibile e il cui ruolo nel progetto di questo nuovo impianto di verniciatura è stato fondamentale” esordisce Matteo Giacometti, tecnico commerciale di Comel e uno dei figli del fondatore.
“Similmente a molti altri terzisti, nel 2021 abbia avuto un exploit di volumi. L’impianto di verniciatura esistente era stato fin lì sufficiente a soddisfare il nostro fabbisogno, anche se negli ultimi tempi avevamo intensificato l’utilizzo del servizio di un terzista di verniciatura per smaltire i picchi di lavoro piuttosto che per la produzione di colori particolari in piccoli lotti. Nel 2021, tuttavia, ci siamo resi conto che con due turni di lavoro l’impianto era saturo. Non avendo l’intenzione di introdurre il terzo turno, e constatando che un numero sempre maggiore di pezzi nuovi acquisiti per la verniciatura richiedevano anche il montaggio, abbiamo pensato di aumentare la capacità produttiva di verniciatura e creare un flusso di lavoro più automatico ed efficiente legando il trattamento superficiale all’assemblaggio” continua Giacometti.
“L’obiettivo era essere più indipendenti, aumentare la qualità di finitura e la velocità di risposta ai clienti, nonché avere un backup di verniciatura: è vero che in 10 anni di lavoro l’impianto esistente non aveva mai avuto alcun problema che lo tenesse fermo per più di 24 ore, ma dal momento che i volumi erano in aumento così come lo erano le aspettative dei nostri clienti in termini di rapidità, flessibilità e qualità del servizio, ci siamo sentiti la responsabilità di eliminare qualsiasi possibilità di fermo impianto che ci portasse ad esaurire le scorte e bloccare la produzione”.
“Il 35% del nostro fatturato è composto da articoli alto rotanti che verniciamo e montiamo: unire in un unico flusso gestito da un solo convogliatore queste due fasi operative, ci avrebbe consentito di evitare la movimentazione di una quantità molto alta di pezzi, eliminando il rischio di danneggiamento e diminuendo il lead time, nonché risparmiando personale per dedicarlo ad altri compiti”.
La genesi del progetto
“Per questo nuovo progetto abbiamo scelto Futura per lo studio del sistema di trasporto, organizzazione logistica e alimentazione delle stazioni di montaggio: ritenevamo che fosse l’unico partner in grado di fornirci soluzioni adeguate e affidabili. Abbiamo poi scelto di mantenere Chemetall come fornitore di prodotti chimici per il pretrattamento: ciò ci avrebbe consentito di utilizzare gli stessi prodotti e avere un risultato del tutto sovrapponibile in termini di qualità tra i due impianti. Chemetall ha collaborato con Imel, che è stato il partner scelto per la realizzazione della linea di verniciatura, per mettere a punto un ciclo di pretrattamento con lo stesso numero di stadi del precedente ma con una qualità migliore” spiega Matteo Giacometti. “Abbiamo scelto Imel perché, oltre al tipo di know-how introdotto e alla possibilità di implementare il modulo di gestione avanzato i4paintshop, riteniamo sia un’azienda in grado di fornirci un servizio di assistenza continuo e puntuale. Infine, la tecnologia IPS di Wagner è stata una scelta naturale: l’input iniziale che abbiamo dato alle aziende coinvolte nel progetto era quello di riuscire a verniciare i particolari con il minimo intervento umano, quindi il più possibile con l’automatismo dei reciprocatori, senza l’utilizzo di sistemi di regolazione della distanza dal pezzo tramite assi indipendenti, per avere la maggior copertura possibile. Dopo varie prove effettuate con dei nostri pezzi test, la tecnologia IPS è stata l’unica che ci ha consentito di raggiungere questo risultato, riducendo al minimo l’intervento umano in tutte le fasi di verniciatura, dal ritocco al cambio colore: il ritmo di produzione viene definito dalle ricette e dai programmi, esattamente la stessa filosofia che abbiamo richiesto al convogliatore. Infine, abbiamo deciso di introdurre due robot antropomorfi Lesta con scansione ad imaging 3D per coadiuvare gli operatori di ritocco. Per ora abbiamo attrezzando solo una delle due cabine, ma il progetto è di raddoppiare”.
La progettazione del convogliatore: unire due fasi produttive senza soluzione di continuità
“A Futura abbiamo fornito le nostre esigenze, le posizioni operative che ritenevamo necessarie sul percorso del convogliatore nonché i risultati di uno studio preliminare dei carichi di lavoro, dei tempi di montaggio e delle posizioni” racconta Nicola Cesarato. “Abbiamo poi adattato e modificato le loro proposte conducendo delle simulazioni industriali, per essere certi di ottenere un perfetto bilanciamento tra i tempi di verniciatura, di montaggio e di trasporto, nonché il bilanciamento necessario tra le dimensioni dei buffer e i tempi di montaggio. Non sarebbe stato utile al nostro obiettivo di efficientamento, avere una linea di verniciatura ad alta produttività con dei colli di bottiglia in fase di scarico o montaggio. Ho rilevato personalmente i tempi di montaggio dei principali articoli che sarebbero stati appesi al convogliatore e siamo partiti da questi per studiare a ritroso tutti gli altri tempi di lavorazione”.
“Tutto questo studio ha portato a una definizione del numero di pezzi da produrre all’ora e sulla base di questo siamo riusciti a identificare le caratteristiche della linea di produzione. La base di partenza per lo studio del convogliatore è stata dunque il tempo-ciclo” interviene Paolo Chiesa, responsabile del progetto per Futura Srl. “Rispetto alle nostre forniture “tipiche”, il convogliatore di Comel presenta la caratteristica di inglobare una linea di verniciatura pezzi con una linea di montaggio, quindi presenta degli accumuli che alimentano diverse linee di scarico in prossimità delle quali vengono effettuate ulteriori attività”.
“Si tratta di un convogliatore birotaia con carico massimo di 200 kg per unità di trasporto, ognuna lunga 4 metri, e una produttività di 44 unità/ora su uno sviluppo di catena di poco più di 3 km. La velocità della linea è di 3,5 m/min, il takt time di 82 secondi. L’impianto di trasporto è costruito su due piani per sdoppiare le sue funzionalità e ingloba due tipi di buffer: al piano inferiore la linea asserve la verniciatura e presenta un polmone di accumulo prima del tunnel di pretrattamento, due polmoni antistanti alle cabine di verniciatura e un polmone dopo il forno di polimerizzazione; al piano superiore gestisce il magazzino dei pezzi verniciati e delle unità di trasporto vuote” prosegue Chiesa.
“Fuori dall’impianto di verniciatura, il trasportatore può prendere due strade: una conduce i pezzi a una stazione di scarico diretto, l’altra conduce i pezzi verso il piano superiore, dove 8 buffer di pezzi verniciati sono pronti ad alimentare 4 postazioni di scarico e montaggio sottostanti al buffer. Quando necessario, il PLC del convogliatore richiama l’unità di trasporto contenente ciò che deve essere assemblato in base al piano di produzione giornaliero e automaticamente l’unità di trasporto esce dal magazzino e raggiunge la zona di assemblaggio. L’impianto completo movimenta 370 unità di traporto, di cui 300 possono essere ospitate dal magazzino soppalcato”.
“Nella zona di verniciatura, il convogliatore prevede 2 baie di carico in continuo, con le unità di trasporto che si muovono da un livello di partenza basso per consentire agli operatori di fissare i pezzi prima nella parte alta della stessa, che si trova ad altezza uomo. Il convogliatore poi crea una curva verticale che consente alle unità di trasporto di sollevarsi di sbieco di 1,40 m, in modo che l’operatore possa caricare i pezzi nella parte inferiore dell’unità, mantenendo l’ergonomia operativa e senza necessità di discensori” interviene Alessandro Longo, titolare di Futura. “In questo modo l’operatore si ritrova sempre la posizione vuota da caricare ad altezza uomo. Questa è stata una precisa richiesta di Comel, che non voleva discensori in fase di carico affinché fosse l’impianto a dettare i tempi operativi: con questa modalità progettata da Futura, i tempi di carico sono prestabiliti dalle ricette di verniciatura abbinate alle singole unità di trasporto e vengono aggiornati grazie alle indicazioni degli stessi operatori, creando degli standard di lavoro comuni”.
“Ogni unità di trasporto ha una “carta di identità” che ne definisce il percorso da intraprendere lungo la linea, la velocità di carico, il ciclo di pretrattamento, la potenza di soffiatura prima dell’asciugatura, la ricetta di applicazione delle polveri”, precisa Matteo Giacometti. “Un altro valore opzionale attribuibile alle unità di trasporto è il controllo qualità” aggiunge Nicola Cesarato. “Se esso viene impostato, dopo le cabine di verniciatura e in uscita dal forno di cottura, l’unità di trasporto si fermerà per subire un controllo da parte degli operatori. È un valore che impostiamo, per esempio, per la prima unità di un nuovo colore o di un articolo critico, oppure con una certa frequenza su un lotto di produzione specifico.”
“A livello meccanico Futura ha inserito sul convogliatore un’altra tecnologia molto utile in fase di pretrattamento”, aggiunge Alessandro Longo. “L’unità di trasporto può inclinarsi mentre è in movimento, senza necessità di fermarla per il riposizionamento in orizzontale. Si tratta di un movimento meccanico che consente di eliminare accumuli di liquidi nei pezzi durante il ciclo di pretrattamento, per agevolare le successive fasi di soffiaggio e asciugatura, ma anche per ridurre al minimo l’effetto trascinamento da una vasca all’altra”.
L’impianto di verniciatura a polvere. Efficiente ed esteticamente appagante
“La linea fornita a Comel include un tunnel di pretrattamento a spruzzo in acciaio inox che effettua un ciclo a 7 stadi multimetallo, con doppio sgrassaggio alcalino, doppio risciacquo con acqua distillata, risciacquo con acqua demi, conversione con nanotecnologia Oxsilan di Chemetall e risciacquo finale con acqua demi”, prende la parola Marco D’Angela, titolare di Imel. “Il tunnel di pretrattamento ha una forma a U, con 4 vasche sul lato sinistro e 3 vasche sul lato destro, un espediente progettuale che ha consentito di rientrare nei limiti dimensionali del capannone che doveva ospitare la linea. Segue una stazione di soffiaggio in continuo per evitare accumuli di liquidi nei sottosquadra prima dell’asciugatura in forno ad aria calda. Dopo l’essiccazione, i pezzi seguono un percorso di raffreddamento prima di fermarsi in due postazioni di accumulo, ciascuna delle quali alimenta una delle due cabine di applicazione Wagner. Entrambe le cabine sono inserite in box condizionati, termoregolati, fuori polvere e con umidità controllata. Le cabine lavorano in parallelo: una è dedicata ai colori chiari l’altra ai colori scuri”.
“Il problema maggiore che ha dovuto affrontare Imel dal punto di vista progettuale era evitare l’inquinamento reciproco dei pezzi verniciati in colori diversi nel forno di polimerizzazione, che ha conformazione a schiena d’asino” prosegue D’Angela. “Per questo abbiamo creato una pre-camera di gelificazione ad aria calda. La particolarità dei forni di essiccazione e di polimerizzazione, entrambi con camera di combustione e bruciatore a gas, è che sono sovrapposti: la parte bassa è dedicata all’asciugatura, quella superiore alla cottura. Ciò consente un notevole risparmio energetico. Per questo progetto abbiamo curato molto anche l’estetica dell’impianto e i colori della carpenteria. Un’altra scelta di qualità per Comel”.
Dopo la fase di cottura del rivestimento, le unità di trasporto con i pezzi verniciati proseguono verso la zona dove le due linee del convogliatore si biforcano: una conduce alla stazione di scarico diretto, l’altra al magazzino al piano superiore da dove le unità saranno richiamate, in base al programma di produzione, per ridiscendere verso le quattro stazioni di scarico dedicate alle operazioni di montaggio. Tutte e 5 le stazioni di scarico sono dotate di discensori. “Il processo di trattamento superficiale prevede anche la possibilità di ricircolare le unità di trasporto nelle cabine di verniciatura per l’applicazione del secondo strato di polvere, una richiesta in aumento fra i nostri clienti” aggiunge Matteo Giacometti.
“Il modulo i4paintshop di Imel per la gestione dell’impianto e per la manutenzione predittiva, è un altro plus di questo progetto. In questo modulo, così come per i software di gestione del convogliatore e delle cabine che sono fortemente integrati fra di loro e con il nostro sistema gestionale, sono descritte tutte le ricette di trattamento. Ogni unità di trasporto ci restituisce delle informazioni a fine ciclo, in modo da conoscere esattamente le tempistiche di processo, tutti i parametri operativi ed eventuali allarmi causati da problemi nel corso delle lavorazioni”.
“Ci sono tre punti di lettura del codice a barre delle unità di trasporto all’interno dell’impianto in corrispondenza di tre punti strategici: l’ingresso del tunnel di PT, la zona di controllo qualità e l’ingresso del montaggio”, spiega Paolo Chiesa di Futura. “Tramite questi tre punti di lettura, in ogni istante il sistema di gestione del convogliatore sa quale unità di trasporto sta passando in un determinato punto: un’informazione fondamentale, anche per il richiamo nelle postazioni di montaggio. Il PLC del convogliatore fa da collettore di tutte queste informazioni e va a distribuirle al gestionale di Comel, al PLC Wagner e al modulo i4paintshop di Imel.
La tecnologia IPS di Wagner
“In Comel, Wagner ha installato due cabine Supercube con due sistemi di alimentazione polveri IPS”, interviene Marco Spada, Area Manager Powder Coating di Wagner S.p.A. “Quando le unità di trasporto arrivano in cabina, questa riconosce la ricetta di applicazione impostata e la attua in automatico. Il sistema IPS, che non presenta usura delle parti di ricambio, tranne che di un particolare del dosatore elettrostatico, garantisce un’erogazione con parametri costanti nel tempo per ogni ricetta di verniciatura impostata per almeno 2500 ore di lavoro. Uno dei plus del sistema IPS è che, pur in assenza di sistemi di riconoscimento pezzi 3D, riusciamo a ottenere una penetrazione e una uniformità notevoli. Questo perché all’interno delle sue potenzialità, IPS ha il sistema Dual Zone: è possibile cambiare simultaneamente le portate degli erogatori in una frazione di secondo, quindi aumentare la quantità di polvere erogata e la velocità dell’aria per coprire la parte più profonda, e diminuire la cinetica dell’uscita della polvere dall’erogatore sulla parte piana per avere uniformità di spessori sulla parte piana e su quella concava. Devo dire che Comel è in grado di sfruttare il sistema IPS al 90% delle sue potenzialità, perché verniciano pezzi con geometrie talvolta molto difficili, controllano gli spessori e hanno esigenze di qualità elevata. Su scatolati di 600 mm di profondità, Comel riesce a ritoccare solamente qualche spigolo interno, coprendo lato esterno, lato interno e fondo con minima necessità di ritocco”.
Le due cabine sono identiche, ma su una abbiamo installato due robot antropomorfi sospesi di Lesta per il preritocco, che lavorano sullo stesso lato, mentre l’altra ha due postazioni di pre-ritocco manuale, già predisposte per il futuro inserimento di robot. Il 98% del ritocco è richiesto sulla parte concava dei pezzi, per cui i robot o gli operatori lavorano sullo stesso lato, sebbene le postazioni siano utilizzabili su entrambi i fronti, destrorso o sinistrorso. “I robot installati sono dei Kuka di tipo industriale, certificati Atex, che incorporano la scansione Image Match 3D, un sistema messo a punto negli ultimi mesi che ricostruisce vari punti del pezzo che deve essere verniciato identificando la posizione reale dell’oggetto mentre passa in verniciatura. Questa funzionalità consente di adattare il percorso di ritocco preimpostato in maniera molto precisa rispetto alla posizione reale e al suo spostamento multidirezionale nello spazio, a causa ad esempio dell’utilizzo di ganci diversi dal previsto” spiega Emanuele Mazza, titolare di Lesta.
“Inoltre, abbiamo da poco rilasciato un aggiornamento della nostra modalità di programmazione in autoapprendimento che consente di importare il programma generato in autoapprendimento nel software di programmazione offline, per ottimizzare i dettagli o correggere degli errori, per poi rigenerare il file da inviare al robot”.
“Wagner ha fatto un’esperienza molto importante con questo progetto, per due aspetti” riprende la parola Marco Spada. “Il primo è l’elevata qualità di finitura che Comel ci ha specificato, una qualità superiore a quella richiesta nel mondo dell’elettrodomestico. Con alcune polveri stiamo utilizzando setacciature di 140 μm applicandole su superfici enormi e velocità di linea elevate. Le richieste di Comel erano: totale assenza di puntinature e massima penetrazione, uniformità di distribuzione, e costanza degli spessori su tutte le parti del manufatto. Il secondo aspetto fondamentale per cui Wagner è cresciuta molto grazie a questo progetto è l’aspirazione in cabina. Avendo due ritocchi posizionati sullo stesso lato in entrata, siano essi due robot o due operatori che spruzzano uno accanto all’altro, la posizione del punto di aspirazione dove convogliare l’overspray prodotto dal ritocco è stata una sfida. Inizialmente avevamo pensato di posizionare un punto di aspirazione direttamente sulla piattaforma, ma così facendo avremmo perso la possibilità di recuperare l’overspray generato durante il cambio colore. Lavorando in stretta collaborazione con Imel, abbiamo optato per un sistema che, pur in assenza di un’aspirazione downdraft presso le postazioni di ritocco, consente all’overspray di venire aspirato dalla cabina stessa, finendo nel ciclone per il recupero. Da parte sia di Imel sia di Wagner c’è stato un grosso sforzo per ottimizzare il giro d’aria e l’equilibrio fluido-dinamico all’interno delle cleanroom e, secondariamente, anche all’interno delle cabine. Il lavoro di studio che abbiamo fatto con Imel ha dato risultati straordinari: un’aspirazione con una fluo-dinamicità perfetta, e dunque con una qualità di rivestimento impareggiabile e un’alta efficienza di cambio colore”.
“Nell’ultimo anno abbiamo contato 130 colori attivi su entrambi gli impianti. Di questi, cinque costituiscono il 40% dei volumi prodotti. I colori gestiti da questo impianto nuovo sono fra i 70 e gli 80, con una media di 3 cambi colore al giorno su ciascuna cabina” aggiunge Nicola Cesarato. “L’obiettivo è verniciare in tutti i colori su entrambi gli impianti”.
“La qualità di finitura che, nel tempo, i nostri clienti ci hanno riconosciuto è quella alla quale dobbiamo attenerci: è vero che usiamo molti colori bucciati che sono più facili da applicare, ma usiamo anche tanti raggrinzati, colori opachi o metallizzati che sono invece molto più critici. Capisco che per i fornitori di questo impianto, in particolare per Wagner, raggiungere questi standard qualitativi sia stata una sfida”, precisa Matteo Giacometti. “Proprio in ottica di mantenimento di una qualità costante, abbiamo scelto ormai da anni di affidarci a due fornitori principali di polveri AkzoNobel e Sherwin-Williams, cercando di indirizzare quei clienti che in specifica hanno polveri di marchi diversi verso queste due aziende. Questo perché, nel passaggio da un impianto all’altro, AkzoNobel e Sherwin Williams hanno dovuto mettere a punto le formulazioni. A parità di colore, la tecnologia applicativa IPS di Wagner esige l’utilizzo di una polvere entro certi standard, con formulazioni adattate ad essa”.
Un grado di soddisfazione elevato e un plauso al gruppo di lavoro
“L’impianto è in funzione da gennaio 2024. Ci sono stati alcuni problemi da risolvere inizialmente, ma una volta risolti posso affermare che siamo pienamente soddisfatti dell’investimento e del gruppo di aziende che abbiamo scelto come partner”, afferma Matteo Giacometti. “Entro la fine dell’anno dovremmo avere anche un riscontro sulle percentuali di risparmio. Già adesso, dopo 8 mesi di utilizzo riscontriamo delle efficienze che ci portano a giustificare gli investimenti fatti e ad essere soddisfatti. Sprecare il meno possibile, fare efficienza su prodotti vernicianti ed energia – che sono le due voci di costo principali di una linea di verniciatura – era uno dei nostri obiettivi principali con questo progetto”.
“Voglio rivolgere un plauso anche agli operatori e ai tecnici di Comel che si sono impegnati a capire il cambio di tecnologia e a utilizzare sia le cabine che tutti gli altri dispositivi dell’impianto alla loro massima potenzialità. Questo atteggiamento positivo e collaborativo non era scontato: c’era il rischio di portarsi dietro delle modalità operative che potevano essere scorrette per queste nuove tecnologie”. “Siamo già proiettati al futuro” conclude, infine, Giacometti. “Il progetto a breve termine è un ulteriore ampliamento dello scarico diretto dell’impianto di verniciatura con l’aggiunta di una seconda stazione, nuovamente in collaborazione con Futura. Il mercato di un terzista evolve rapidamente e la nostra missione è quella di restare sempre al passo per soddisfare i fabbisogni dei nostri clienti”.