Esercitazione - Corsi di Laurea a Distanza

ALLIEVI :
ANNO ACCADEMICO 2005 - 2006
ESERCITAZIONE DI IMPIANTI INDUSTRIALI
GRUPPO N.
1._________________
2._________________
3._________________
Cm =
Nm =
Esercitazione di Impianti Industriali Rev 11D ottobre 2005

STUDIO DI UNO STABILIMENTO PER LA FORGIATURA A CALDO
DI COMPONENTI IN LEGA LEGGERA
INTRODUZIONE
Si richiede lo studio di massima di uno stabilimento per la forgiatura di
prodotti in lega leggera. La forgiatura rappresenta per le leghe di alluminio,
una tecnica di lavorazione tradizionale, largamente applicata nei settori:
aeronautico, ciclo e motociclo e con impieghi in rapida crescita nel settore
autoveicolistico.
NOTE GENERALI
Lo stabilimento deve essere concepito come un complesso produttivo a sè
stante.
Lo studio e la progettazione saranno eseguiti tenendo conto delle seguenti
informazioni di carattere generale :
• 220 ggll all’anno con due turni al giorno ( per complessive 15h giornaliere);
• le materie prime giungono allo stabilimento mediante autotrasporto; il loro
stoccaggio è da prevedere in un magazzino opportunamente attrezzato;
• stoccaggio dei prodotti finiti previsto in un unico magazzino.
DESCRIZIONE DEL PRODOTTO
Componenti in lega di alluminio stampati a caldo. Lo stampaggio a caldo
(forgiatura) si ottiene per deformazione plastica del materiale mediante stampi che
impongono una forma delimitata e precisa al materiale interposto, dopo che questo
è stato reso malleabile mediante riscaldamento.
TECNOLOGIE E MACCHINARIO
Le operazioni realizzate nella produzione allo studio sono le seguenti :
• ricevimento materia prima in barre ed immagazzinamento
• taglio della materia prima in spezzoni di barra
• preriscaldo + sbozzatura
• preriscaldo + stampaggio
• tranciatura della bava di stampaggio
• trattamento termico ( tempra + rinvenimento )
• granigliatura
• collaudo finale
• immagazzinamento prodotti finiti
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In particolare, le suddette operazioni consistono nelle seguenti attività (vedi anche
alleg.1):
1. pre-riscaldo + sbozzatura - consiste nel ottenere, una preformatura del pezzo
con stampi cosiddetti sbozzatori mediante forgiatura di uno spezzone di
barra, al fine di semplificare l’ottenimento del prodotto finale nel successivo
stampaggio;
2. pre-riscaldo + stampaggio - forgiatura del prodotto nella sua forma finale,
ottenuta con stampi cosiddetti finitori;
3. tranciatura delle bave - mediante attrezzi speciali (denominati stampi
tranciabave) si eliminano gli eccessi di materiale prodotti durante lo
stampaggio; questa operazione si effettua con la pressa trancia;
4. il trattamento termico consiste nel riscaldo dei pezzi per un tempo
determinato (solubilizzazione) ed il loro successivo rapido raffreddamento (
tempra ) seguito da un periodo di attesa in forno a temperatura controllata
(rinvenimento);
5. la granigliatura o micropallinatura prevede il soffiaggio ad alta velocità con
micropalline di acciaio mediante turbina sulla superficie del pezzo, al fine di
rimuovere residui di lubrificante ed ottenere una superficie pulita, avente il
colore brillante caratteristico dell’alluminio;questa operazione si esegue con la
granigliatrice;
6. il collaudo è il controllo visivo finale per individuare difettosità di
stampaggio ( es. bolli, cricche, inclusioni ).
Le macchine da utilizzare nello stabilimento allo studio sono le seguenti :
- Segatrice barre
- Forno a gas
- Pressa meccanica
- Pressa a tranciare
- Granigliatrice
- Banco di collaudo
I fabbisogni di materia prima sono indicati in Tabella I
I volumi di produzione richiesti sono indicati in Tabella II
I cicli di produzione sono indicati in Tabella III.
I valori di produttività di tali macchinari sono indicati in Tabella IV.
I macchinari specifici da utilizzare sono riportati negli Allegati 4 – 9.
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MATERIE PRIME
Nello stabilimento allo studio dovrà essere previsto un magazzino materie prime,
dimensionato in modo da soddisfare le richieste di produzione di Nm giorni
lavorativi. Le materie prime sono costituite da fasci di barre cilindriche di lega di
alluminio con diametro variabile per prodotto e lunghezza standard di 6 metri.
Ciascun fascio pesa max 1500 Kg.
Tabella I – Fabbisogni Materia Prima ( Spezzoni di barra )
Ciclo Prodotto (Allegato 2) Diam.
[mm]
Lungh.
[mm]
Materiale Peso
Lordo
(kg)
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Peso
Netto
1 (Kg)
A Braccio sospensione 120 306 AlMgSi1 9,34 2,80
B Rinvio ammortizzatore 76 128 AlMgSi0,5 1,56 0,60
C Porta iniettori 35 370 AlMg3 0,95 0,50
D Sfaffa motore 60 155 AlMgSi1 1,20 0,75
E Leva sospensione 53 535 AlMgSi1 3,20 0,70
PRODUZIONE RICHIESTA
La produzione richiesta per ciascun prodotto dovrà essere determinata utilizzando
la seguente espressione :
Pm = [2 x (Cm+Nm) /30] x produzione base giornaliera
dove:
Pm = produzione richiesta per ciascun prodotto [pz/giorno];
Cm = numero corrispondente alla media delle lettere alfabetiche delle iniziali dei
cognomi degli studenti componenti il gruppo;
Nm = numero corrispondente alla media delle lettere alfabetiche delle iniziali dei
nomi degli studenti componenti il gruppo.
Tabella II – Volumi di produzione base richiesti
Componente Pz/anno
A. Braccio sospensione 220.000
B. Rinvio ammortizzatore 220.000
C. Porta iniettori 110.000
D. Staffa motore 110.000
E. Leva sospensione 64.000
1 Dopo tranciatura della bava

Tabella III – Cicli di produzione
05 Accettazione materia
prima
Prodotti
Fase A B C D E
Tutti i prodotti
10 Taglio spezzoni Tutti i prodotti
20 Pre-riscaldo + Sbozzatura
5 5 5 - -
30 Pre-riscaldo + Stampaggio Tutti i prodotti
40 Tranciatura bava Tutti i prodotti
50 Trattamento termico (n.b.
presso Fornitore 2 ) 5 5 - 5 5
60 Granigliatura o
Micropallinatura 5 5 - - 5
65 Collaudo Tutti i prodotti
70 Immagazzinamento Tutti i prodotti
80 Spedizione Tutti i prodotti
2
Dovrà essere previsto, a monte ed a valle della lavorazione effettuata dal terzista, un magazzino pari ad un turno
di lavoro.
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Tabella IV– Produttività del macchinario
Macchinario /
Operazione
Produzione media oraria [pezzi/ora]
A B C D E
10 Segatrice 50 220 285 190 200
20 a Forno a gas 20 140 110 - -
20 b Pressa meccanica 2000 T
[ Sbozzatura ]
20 140 110 - -
30 a Forno a gas 50 170 110 150 60
30 b Pressa meccanica 750 T
[Stampaggio ]
50 170 110 150 60
40 Pressa a tranciare 3 75 250 250 260 170
50 Trattamento termico
OPERAZIONE PRESSO FORNITORE
60 Granigliatrice 120 220 - - 200
65 Collaudo 45 330 120 190 300
MAGAZZINO PRODOTTI FINITI
Nello stabilimento allo studio dovrà essere previsto un magazzino prodotti finiti, dimensionato in
modo da garantire una capacità di stoccaggio pari a Cm giorni lavorativi. I prodotti finiti sono
contenuti entro contenitori riportati alle tab. V.
Tabella V – Contenitori (Allegato 3)
Tipo Dimensioni [mm]
Cassone metallico 1000 x 800 x 800
Cestino inox 1000 x 800 x 550
Cartone su pedana 1200 x 800 x 1000
3 Identico tipo di pressa utilizzato per tutti i prodotti
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Tabella VI – Pezzi contenuti in un contenitore
Tipo di
contenitore
Accettazione Taglio Sbozzatura Stampaggio Tranciatura
e/o
Trattamento
Termico
Fascio di
barre
Cassone
metallico
Cassone
metallico
Cassone
Metallico
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Cestino in
acciaio
inox
Granigliatura
e/o Controllo
Cestino in
acciaio inox
Immagazzin
amento
Spedizione
Cartone su
pallet
Prodotto Pezzi per
fascio
Pezzi per contenitore
A. Braccio
sospensione
155 80 65 150 35 35 160
B. Rinvio
ammortizzatore
920 320 250 420 166 166 750
C. Porta iniettori 1538 520 420 330 200 200 900
D. Staffa motore 1244 415 330 450 133 133 600
E. Leva
sospensione
462 156 125 180 142 142 640

CONTENUTI DELLO STUDIO
Lo studio dello stabilimento dovrà comprendere gli elaborati seguenti :
1) studio del plant layout sulla base di disegno quotato, in scala 1:100, con
indicata la disposizione delle macchine e delle relative postazioni di lavoro, dei
magazzini e delle zone accessorie ( manutenzione,uffici,servizi,ecc.);
2) studio di un posto di lavoro (da definire in sede di esercitazione) in scala 1:25;
3) su una copia del disegno di plant layout deve essere riportato il flusso dei
materiali;
Nell’ambito dello stabilimento si considerino le seguenti aree :
- ufficio accettazione arrivi
- magazzino materie prime
- magazzino prodotti finiti
- magazzino materiali ausiliari ( lubrificanti, lame, ecc. )
sono inoltre da prevedere e disporre nel lay-out, senza dettagliarne la
progettazione interna :
- attrezzeria e manutenzione 250 m 2
- isola tecnica adiacente al fabbricato principale (sala compressori, centrale
elettrica, centrale termica, sala pompaggio acqua) 80 m 2
- 4 uffici supervisori di reparto (accettaz., taglio, stampaggio, collaudo) 4x16 m 2
- uffici direzione 80 m 2
- deposito stampi 50 m 2
- 2 aree ristoro 10 m 2
- infermeria 20 m 2
- mensa 1,6 m 2 per ogni dipendente contemporaneamente presente
- servizi igienici 0,25 m 2 per ogni dipendente contemporaneamente presente
- 2 spogliatoi 1,6 m 2 per ogni dipendente contemporaneamente presente
Lo studio deve essere esplicitato, oltre che dai disegni, anche da una relazione
descrittiva, la quale svilupperà, tra l’altro, i seguenti argomenti :
- volume di produzione annuo dei diversi prodotti;
- superficie coperta, volume e “maglia” dell’edificio, altezza sotto filo catena,
posizione degli accessi, uffici e servizi igienico sanitari;
- numero totale di addetti ;
- soluzioni adottate per la movimentazione dei materiali per i magazzini.
Tenendo conto dei costi in opera delle macchine operatrici e delle relative
attrezzature e di altri costi ( forniti nella tabella o individuati durante lo sviluppo
del progetto ) dovrà essere valutato l’investimento necessario e previsto un
ampliamento proporzionato ad un aumento del 30% della produzione attuale.
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Tabella VII – Costo delle macchine, attrezzature ed impianti
Segatrice € 260 000
Pressa meccanica 2000 T € 1 300 000
Pressa meccanica 750T € 800 000
Pressa a tranciare € 415 000
Forno di preriscaldo € 130 000
Granigliatrice € 115 000
Edificio industriale €/m 2 500
Impianti generali ( riscaldamento, illuminazione,f.e.m., €/m 2 80
acqua industriale e potabile, aria compressa )
Carriponte 10 t con interasse fra rotaie di scorrimento:
< 20 m
> 20 m
- vie di corsa e rotaie per carriponte
- linee di alimentazione f.e.m.
Carriponte sino a 2000 kg con interasse fra rotaie di
scorrimento
< 10 m
10 – 20 m
> 20 m
Scaffalatura
- tradizionali
- drive in
- autoportanti
- a gravità
- per barre
€/cad
“
€/m
€/m
€/cad
€/vano
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150.000
180.000
500
80
50.000
60.000
75.000
50
40
100
180
400
Transpallet elettrico
€/cad 1.500
Transpallet manuale
900
Carrelli a forche:
€/cad
- altezza di sollevamento 3 m
25.000
- altezza di sollevamento 6 m
30.000
Carrelli trilaterali altezza di sollevamento > 10m €/cad 90.000
Trasportatori a rulli folli
€/m 500
Trasportatori a rulli/catene motorizzati
1.800
Trasportatori aerei a catena €/m 500
Portoni
€/cad
Porte di sicurezza
“
Tamponature fonoassorbenti
€/m 2
9.000
3.500
80

NOTE ESPLICATIVE
La sequenza delle attività da eseguire per sviluppare il tema proposto è la
seguente :
1) calcolo della produzione
2) calcolo numero di macchine occorrenti a seconda della soluzione per
linee, reparti o isole
3) definizione di un layout a blocchi
4) definizione dei posti di lavoro
5) dimensionamento dei magazzini
6) dimensionamento dei reparti, dei corridoi
7) definizione del layout definitivo
8) valutazione dei costi
9) stesura della relazione tecnica.
ALLEGATI
Allegato 1 : Fasi di Stampaggio ( Esempio )
Allegato 2 : Immagini dei Prodotti
Allegato 3 : Contenitori
Allegato 4 : Segatrice barre
Allegato 5 : Forno a gas di preriscaldo
Allegato 6a : Pressa meccanica 2000 T
Allegato 6b : Pressa meccanica 750 T
Allegato 7 : Pressa a tranciare
Allegato 8 : Granigliatrice
Allegato 9 : Banco di collaudo
Allegato 10: Dimensione pilastri e maglie dei fabbricati industriali
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