Novation Tech: nuova linea di verniciatura a liquido di componenti in fibra di carbonio per auto di alta gamma

Quando si tratta di verniciare componenti in fibra di carbonio per gruppi automobilistici di prim’ordine si deve garantire non solo una finitura estetica impeccabile, ma anche resistenza alla corrosione e agli agenti atmosferici esterni. Questa sfida ha spinto Novation Tech, uno fra i principali leader europei nella lavorazione di componenti in fibra di carbonio e materiali compositi, a installare un nuovo impianto di verniciatura. Per questo ambizioso progetto, si è rivolta a un pool di aziende leader nel settore della verniciatura industriale: Linea Eco Air per la progettazione ed installazione dell’impianto, SE.PO. per il trasportatore, CMA Robotics per l’applicazione robotizzata dei prodotti vernicianti.

Negli ultimi anni, il settore automotive ha visto una crescente adozione di materiali avanzati come la fibra di carbonio e i materiali compositi. Questi materiali sono apprezzati per le loro eccezionali proprietà meccaniche, quali leggerezza, resistenza alla trazione e rigidità. La riduzione del peso complessivo del veicolo, ottenuta grazie all'uso della fibra di carbonio, contribuisce non solo a migliorare le prestazioni e l'efficienza energetica, ma anche a ridurre le emissioni di CO₂, rendendo le auto più ecologiche.

La verniciatura dei componenti in fibra di carbonio rappresenta una sfida unica nel settore automotive: il trattamento superficiale dei compositi richiede processi specifici per garantire un'adesione ottimale della vernice e una protezione duratura contro gli agenti esterni. A differenza dei metalli tradizionali, i compositi in fibra di carbonio necessitano di una preparazione meticolosa della superficie, che può comprendere la pulizia, la carteggiatura e l'applicazione di primer speciali che garantiscono un’adesione ottimale del rivestimento. Anche la qualità finale della finitura e l’aspetto estetico rappresentano prerequisiti fondamentali, soprattutto se si tratta di componenti destinati ad automobili di alta fascia, come quelli trattati da Novation Tech, azienda leader nella lavorazione e produzione di componenti in fibra di carbonio e materiali compositi. “Per soddisfare gli standard estetici elevati richiesti dai produttori di automobili di prim’ordine, la finitura deve essere impeccabile, priva di imperfezioni come microbolle e l’uniformità della vernice deve essere perfetta. Al fine di affrontare con successo queste sfide, Novation Tech si è affidata a Linea Eco Air di Sona (VR), per l’installazione di un nuovo impianto di verniciatura che le consentirà non solo di migliorare il controllo dei processi e garantire una qualità superiore delle finiture, ma anche di aumentare l'efficienza produttiva”, afferma Beatrice Buziol, Sustainability and Marketing Manager di Novation Tech.

Chi è Novation Tech

Fondata nel 1967 a Montebelluna, in provincia di Treviso, Novation Tech ha avviato la sua attività nel settore dello stampaggio dei metalli, per poi specializzarsi nella lavorazione di leghe speciali e l’iniezione della plastica. “Il 2007 è l’anno che ha segnato un punto di svolta significativo per la storia della nostra azienda poiché, dopo aver sviluppato e installato tecnologie produttive all’avanguardia, abbiamo creato il primo schienale in carbonio per auto sportive. Questo successo ha spinto Novation Tech a investire ulteriormente in nuovi processi e tecnologie migliorative oltre che a permetterle di raggiungere nuovi mercati: nel 2011 abbiamo inaugurato un sito produttivo in Ungheria e nel 2019 abbiamo avviato la costruzione di uno stabilimento in Croazia, operativo dal 2020”, dichiara Beatrice Buziol.

“Attualmente, l’industria automotive rappresenta il core business e costituisce il 92% del fatturato. Il restante 8% riguarda invece la produzione di componenti per il settore aerospace e sports & leisure”, afferma Gabriele Tiveron, Key Account Automotive di Novation Tech.

L'espansione tecnologica è proseguita nel 2021 con l’apertura di un nuovo reparto totalmente integrato per la produzione di componenti in materiali differenti, grazie all’utilizzo di quattro tecnologie diverse di stampa 3D. A metà del 2022, l’azienda ha ristrutturato due stabilimenti a Trevignano (TV), replicando le capacità produttive della sede di Montebelluna e creando un hub di robotica avanzata, oltre che il primo impianto di verniciatura su rotaia del gruppo.  

Oggi, Novation Tech conta oltre 1400 dipendenti distribuiti su cinque sedi operative e rientra fra i principali leader europei nella lavorazione e produzione di componenti in fibra di carbonio e materiali compositi per svariati settori. “La costante ricerca e innovazione tecnologica, unite a una gestione snella delle attività produttive, hanno permesso a Novation Tech di diventare un partner affidabile per i più grandi marchi automobilistici mondiali, rispondendo rapidamente alle esigenze del mercato e garantendo sempre un prodotto di altissima qualità”, prosegue Tiveron.

Il processo produttivo dei componenti in fibra di carbonio

“Dal 2007, Novation Tech è fornitore di svariati elementi – dai sedili ai componenti interni e strutturali, alle parti di carrozzeria – per i più grandi gruppi automobilistici. Il loro processo di produzione è altamente specializzato e preciso poiché l’industria automotive è estremamente esigente e considera l’elevata qualità e la precisione come priorità assolute”, continua il Key Account Automotive.

Il ciclo produttivo di Novation Tech inizia con lo sviluppo del master model, seguito dalla fase di preparazione dei kit di materiale pre-preg e dalla loro laminazione, cioè il posizionamento manuale degli strati di fibra di carbonio sullo stampo, una fase delicata che richiede grande attenzione e competenza. Successivamente, i pezzi vengono inseriti all’interno dell’autoclave, che rappresenta il cuore del processo produttivo di Novation Tech. All’interno di quest’ultimo i componenti vengono sottoposti a un ciclo di polimerizzazione – per una durata di 4 ore a 140° C e con una pressione di 6 bar – che assicura una distribuzione uniforme di pressione e temperatura, elementi fondamentali per la corretta polimerizzazione termica dei materiali in fibra di carbonio e per la realizzazione di prodotti di altissima qualità.

Una volta completata la polimerizzazione, il manufatto in carbonio viene estratto dallo stampo utilizzando strumentazioni specifiche, e ogni pezzo viene attentamente ispezionato e misurato per verificare la conformità al progetto iniziale. “Il processo prosegue con la fresatura, dove il pezzo viene posizionato su una dima e rifinito con estrema precisione, per poi passare alla fase di incollaggio con eventuali parti in plastica o metallo, se richiesti dalle specifiche del progetto. Prima della verniciatura finale, i pezzi subiscono un pretrattamento meccanico che include carteggiatura, sabbiatura e una pulizia meticolosa per rimuovere distaccanti e residui delle lavorazioni precedenti. Nel nostro caso, incollaggio e carteggiatura possono avvenire sia manualmente sia tramite robot, per garantire un'adesione perfetta delle diverse parti e una preparazione uniforme della superficie”, continua Tiveron.

Il ciclo di verniciatura e le caratteristiche tecniche della nuova linea

Il nuovo impianto di verniciatura di Novation Tech, installato da Linea Eco Air, è progettato per verniciare componenti per gli esterni delle automobili, quali minigonne, cofani e paraurti. Il ciclo di verniciatura inizia con una fase di deionizzazione che, attraverso getti di aria, ha il compito di rimuovere eventuali particelle di polvere e residui delle lavorazioni precedenti. I pezzi proseguono prima all’interno della cabina destinata all’applicazione manuale del primer, e poi nella zona di appassimento e riscaldati a 40° C per circa 25 minuti.

“La cabina è dotata di parete aspirante per garantire l’orizzontalità del flusso d’aria in modo che l’operatore non sia mai investito dall’overspray. Inoltre, sempre per assicurare una fase di applicazione sicura, abbiamo installato un pedale che permette di muovere il pezzo da verniciare nella posizione più ottimale e bloccarlo prima di procedere all’applicazione. Finché il pezzo non è ricondotto nella posizione iniziale, il convogliatore non si muove in modo da evitare il rischio che quest’ultimo, che solitamente è lungo più di 2 metri, urti contro le varie parti che costituiscono l’impianto”, afferma Gianfranco Soliani, titolare di Linea Eco Air.

Le successive due cabine di verniciatura, dedicate all’applicazione di una prima mano di trasparente e di una seconda mano di colore o trasparente a seconda del capitolato del cliente, sono dotate di robot antropomorfo modello GR 6150 HW fornito da CMA Robotics di Pavia di Udine (UD). I prodotti vernicianti sono forniti da Vernici Caldart (Cagnano, VI) e PPG (Quattordio, AL).

“Anche le due cabine automatiche sono predisposte per garantire la massima sicurezza degli operatori, grazie ad un sistema di allarme che blocca automaticamente il robot quando qualcuno accede accidentalmente alle cabine. Inoltre, tutte le varie zone che costituiscono l’impianto sono dotate di porte pneumatiche per evitare il rischio di contaminazioni tra un’area e l'altra”, continua Soliani.

“Il robot offre flessibilità d’utilizzo grazie alla particolare configurazione del polso del tipo cavo, che tramite la rotazione di oltre 360° di ogni singolo asse, permette di raggiungere agevolmente qualsiasi punto degli elementi in lavorazione. Per la programmazione dei cicli di lavoro si utilizza il sistema punto a punto, che consiste nella rilevazione ed elaborazione, per mezzo di un software predisposto, di alcuni punti geometricamente significativi della superficie da verniciare. È possibile effettuare correzioni in qualunque istante, sia dei punti, che delle velocità, dei raccordi e dei parametri di processo. La memorizzazione e la gestione dei programmi avvengono per mezzo di computer integrato nel controllo; i programmi sono ordinati per mezzo di codice alfanumerico su compact flash e la loro selezione può avvenire manualmente per mezzo della tastiera di serie, con sistema a ricerca veloce, oppure in maniera automatica con comando remoto”, spiega Marco Zanor, Sales Manager di CMA Robotics.

“Tra le due cabine di applicazione è prevista un’altra fase di appassimento riscaldata da generatori con a gas metano con bruciatore in vena d’aria. Infine, al termine dell’applicazione della seconda mano, i componenti entrano prima all’interno del forno di cottura dove permangono per circa 45-50 minuti, poi vengono convogliati verso l’area di raffreddamento forzato dove, utilizzando aria presa dall’esterno, riduciamo la temperatura superficiale del pezzo in maniera che nella fase di scarico l’operatore possa maneggiarlo facilmente”, prosegue Soliani.

“L’impianto è dotato di un convogliatore monorotaia rovesciato guidato con un carrello a quattro ruote portanti: questa configurazione compatta consente il trasporto dei particolari mantenendo un'elevata rigidità del convogliatore sia durante il transito nel tracciato sia nelle fasi di rotazione e verniciatura in cabina. I componenti verniciati da Novation Tech hanno una lunghezza che varia dai 2 ai 2,5 metri; pertanto, è stato fondamentale trovare una soluzione che permettesse il trasporto di componenti di tali dimensioni senza provocare vibrazioni o dondolamenti, che potrebbero causare difetti nell'applicazione della vernice,” afferma Marco Pozzi, titolare di SE.PO., Olginate (LC).

I motivi di una scelta

La nuova linea di verniciatura nasce dall’esigenza di avere la certezza delle tempistiche del ciclo di verniciatura e del numero di pezzi verniciati. Per questo motivo, Novation Tech ha optato per un impianto passo a passo, a differenza della maggior parte degli impianti automotive realizzati con trasportatore in continuo. “Inizialmente, avevamo stabilito che il takt-time ideale fosse di 5 minuti, ma ci siamo resi conto che utilizzando questo impianto riusciamo a ridurlo ulteriormente, migliorando le performance. Inoltre la scelta dell’impianto passo a passo garantisce una maggiore costanza e precisione nella verniciatura”, continua Tiveron.

Inoltre, la nuova linea è stata pensata per garantire un controllo meticoloso del processo di verniciatura, essenziale per la preparazione estetica di componenti esterni che devono soddisfare rigorosi parametri estetici e funzionali, oltre che resistere a corrosione e agenti atmosferici.

“Nel settore automotive di alta gamma, la finitura dei componenti riveste un'importanza cruciale. Il livello di qualità richiesto dai nostri clienti è estremamente elevato, poiché collaboriamo con i principali produttori di automobili di alta fascia”, dichiara Tiveron. A conferma dell’importanza della qualità dell’aspetto estetico della finitura, Novation Tech sottopone a rilavorazione circa il 20% dei componenti verniciati. “All’inizio del progetto, concordiamo con i clienti i cosiddetti “quality book”, che stabiliscono il numero massimo di difetti accettabili, come micro puntini e micro inclusioni. Se i difetti superano il numero stabilito dal quality book, il pezzo è carteggiato e nuovamente verniciato. Al termine del ciclo di verniciatura, i componenti sono osservati e giudicati sotto tunnel luci appositi dove gli operatori verificano l’uniformità del rivestimento, che deve essere privo di difettosità quali vibrazioni o ologrammi”.

“Sottoponiamo inoltre i componenti a rigorose prove meccaniche e test di invecchiamento, quali clima test, resistenza in nebbia salina e immersione in acqua”.

La sostenibilità è un valore aggiunto

Novation Tech è da sempre impegnata nella sostenibilità e nella tutela dell'ambiente. Nel 2023, l'azienda ha fatto un importante passo avanti in questa direzione, investendo in impianti fotovoltaici nei suoi stabilimenti in Italia e Ungheria per ridurre i consumi energetici e l'impronta di carbonio. Questa attenzione alla sostenibilità è evidente anche nelle scelte progettuali del nuovo impianto di verniciatura.

“Abbiamo scelto di utilizzare un bruciatore in vena d'aria invece di uno con camera di combustione, una soluzione che riduce significativamente il consumo di combustibile. I bruciatori in vena d'aria non hanno una camera di combustione né un camino fumi, il che permette di ricircolare tutta l'energia all’interno dell’impianto e utilizzare solo ventilatori di scarico per mantenere la salubrità dell'ambiente. Inoltre, abbiamo installato coppe rotanti sui robot, che riducono le emissioni nell'atmosfera del 30-40% e migliorano l'efficienza del consumo di vernice grazie alla tecnologia elettrostatica. Queste scelte dimostrano il nostro impegno a promuovere pratiche produttive più sostenibili e rispettose dell'ambiente”, prosegue Buziol.

Una partnership di successo

“La decisione di installare il nuovo impianto di verniciatura è nata dall'esigenza di dotare il nostro stabilimento di una struttura produttiva articolata e avanzata, essenziale per migliorare la qualità estetica e funzionale delle finiture dei nostri prodotti. Fino ad ora, lo spazio limitato nei nostri stabilimenti ci aveva impedito di realizzare un impianto di verniciatura completo, costringendoci a utilizzare cabine da carrozzeria. Tuttavia, con l'aumento del volume di pezzi da trattare e la necessità di risolvere problemi qualitativi come bolle e schivature nella vernice, abbiamo colto l'opportunità di dotarci di un impianto adeguato quando abbiamo acquisito il nuovo stabilimento a Trevignano.

Questo nuovo spazio ci ha permesso di installare un impianto automatizzato che garantisce il controllo rigoroso di tutte le fasi del processo di verniciatura. “Per la realizzazione di questo progetto, ci siamo rivolti a Linea Eco Air, un partner con cui avevamo già collaborato in passato e che conoscevamo per il suo know-how nel settore della finitura. La collaborazione con Linea Eco Air è stata fondamentale: insieme abbiamo studiato e progettato ogni dettaglio dell'impianto, trovando in loro un partner attento e capace di comprendere e soddisfare le nostre esigenze. Il suo team tecnico ci ha dimostrato una grande conoscenza dei processi di verniciatura, permettendoci di entrare in un ambito che conoscevamo solo superficialmente e guidandoci passo dopo passo in ogni decisione. I risultati ottenuti finora includono una qualità superiore delle finiture e un maggiore controllo sulla qualità del prodotto finale. Con l'impianto che entrerà presto a pieno regime, prevediamo anche un significativo incremento della produttività, rafforzando ulteriormente la nostra capacità di soddisfare le richieste del mercato”, conclude Tiveron.