Cosa sono il fissaggio e l'assemblaggio nella produzione? Una guida completa all'automazione

Nel panorama manifatturiero odierno, il fissaggio e l'assemblaggio svolgono un ruolo fondamentale nel definire la stabilità del prodotto, l'efficienza produttiva e la gestione dei costi. L'obiettivo principale è unire i singoli componenti attraverso metodi di connessione precisi e affidabili, creando unità funzionali o sottoassiemi.

Sebbene un progetto di prodotto ideale miri a ridurre al minimo il numero di componenti da assemblare attraverso un'ingegneria integrata, nella maggior parte dei processi produttivi complessi il fissaggio e l'assemblaggio multicomponente rimangono indispensabili. Queste operazioni rientrano tipicamente in tre categorie: manuale, semiautomatica e completamente automatizzata, e possono prevedere diverse tecniche, come il fissaggio meccanico e l'incollaggio.

1.0Fissaggio meccanico: il fondamento dell'assemblaggio industriale

Il fissaggio meccanico rimane il metodo di giunzione più utilizzato nel settore manifatturiero, noto per la sua affidabilità e versatilità. Può essere suddiviso in quattro categorie principali, i cui dettagli principali sono riassunti di seguito:

1.1Fissaggi integrati: collegamenti integrati per prodotti in lamiera

Gli elementi di fissaggio integrati vengono formati direttamente nelle parti in lamiera e la giunzione avviene tramite incastro o interferenza tra i componenti, eliminando la necessità di parti separate. Tra le tipologie principali figurano:

• sporgenze in rilievo: Creato stampando due lamiere per formare una struttura a forma di tazza. Il metallo si espande sotto pressione per creare un "bottone" interbloccato più grande del diametro del punzone. Questo processo, noto come clinciatura, fornisce una connessione permanente adatta a lamiere leggere.
• Cuciture dei bordi: Prevede la piegatura e l'incastro dei bordi dei fogli per creare un legame sicuro che rafforzi l'assemblaggio, eliminando al contempo i bordi taglienti per una maggiore sicurezza.
• orlatura: Il bordo di un foglio viene piegato di 180 gradi per racchiudere saldamente un altro foglio, formando una giunzione robusta e sigillata. Comunemente utilizzato nei pannelli della carrozzeria delle automobili e negli alloggiamenti degli elettrodomestici che richiedono rigidità e tenuta.

1.2Elementi di fissaggio filettati: la chiave per un assemblaggio staccabile

Gli elementi di fissaggio filettati forniscono una connessione meccanica flessibile ed economica che supporta lo smontaggio e il rimontaggio, rendendoli ideali per prodotti che richiedono manutenzione o aggiornamenti.

• Tipi e specifiche: Dalle viti in miniatura per l'elettronica ai bulloni di grande diametro per applicazioni strutturali nell'edilizia e nei ponti.
• Standardizzazione e compatibilità: Disponibili sia nei sistemi imperiali che metrici, con forme di filettatura, passi e tolleranze personalizzabili per soddisfare diverse esigenze di carico e precisione.
• Metodi di installazione:

1. Assemblaggio manuale: utilizza chiavi inglesi o cacciaviti per operazioni su piccola scala.
2. Assemblaggio automatizzato: si basa su macchine per l'inserimento di elementi di fissaggio Con meccanismi di posizionamento/alimentazione precisi per l'inserimento di viti con testa speciale. Ciò riduce al minimo l'errore umano e garantisce un'installazione veloce e uniforme.

1.3Elementi di fissaggio non filettati: giunzioni efficienti senza filettature

Gli elementi di fissaggio non filettati collegano i componenti tramite deformazione o geometria anziché tramite filettature. Esempi comuni includono:

• Rivetti: Elementi di fissaggio permanenti monoblocco inseriti in fori allineati, quindi deformati all'estremità posteriore per vincolare insieme le parti. Disponibili in forma piena, semi-tubolare, tubolare e divisa. Processi automatizzati come la rivettatura orbitale utilizzano una testa rotante con un leggero angolo di sfalsamento (3–6°), riducendo il rumore rispetto alla rivettatura convenzionale, ideale per ambienti sensibili al rumore.
• Spilli: Elementi di fissaggio multifunzionali ed economici che fungono da dispositivi di bloccaggio, perni o strumenti di allineamento.

• Perni a forcella: presentano un foro per una coppiglia o un perno elastico.
• Perni di centraggio: garantiscono un allineamento preciso negli assemblaggi ad alta precisione.
  • Rondelle: Completano bulloni e viti distribuendo i carichi e riducendo le sollecitazioni superficiali. Le rondelle di sicurezza con dentatura interna, esterna o combinata impediscono l'allentamento dovuto a vibrazioni o urti.

1.4Graffatura: una soluzione di fissaggio leggera e ad alta efficienza

La cucitura con punti metallici è un metodo di giunzione permanente ed economico, ampiamente utilizzato negli interni delle automobili e nella produzione di mobili. Le cucitrici semiautomatiche utilizzano strisce di punti metallici pre-incollate per l'azionamento manuale. I punti metallici variano in:

• Lunghezza: Adatto a diversi spessori di materiale.
• Tipo di punto: Scalpello, scalpello interno, scalpello esterno o punte divergenti: selezionati in base alle proprietà del materiale.

2.0Macchine per l'inserimento di elementi di fissaggio: il cuore dell'assemblaggio filettato automatizzato

Con l'aumento dell'automazione nella produzione, gli elementi di fissaggio macchine per l'inserimento sono diventati essenziali per l'assemblaggio filettato su larga scala, soprattutto nella produzione automobilistica, elettronica ed elettrodomestici. Le loro caratteristiche principali includono:

Macchine per l'inserimento di elementi di fissaggio ALEKVS

3.0Incollaggio: un percorso innovativo per l'unione permanente

L'incollaggio realizza una connessione a livello molecolare tra materiali diversi attraverso forze coesive, formando giunzioni permanenti che non possono essere smontate senza danneggiare le parti. Come alternativa complementare al fissaggio meccanico, offre vantaggi unici in termini di prestazioni e design.

3.1Versatilità dei materiali

Gli adesivi sono disponibili in diverse forme per soddisfare diverse esigenze:

• Forme fluide: liquido, pasta, emulsione (per spazi di applicazione flessibili).
• Forme solide: pellicola, nastro, stick, pellet, polvere (per applicazioni precise e pretagliate).

3.2Metodi di applicazione flessibili

• Assemblaggio su piccola scala: Applicato manualmente con pennelli.
• Produzione su media scala: Dosaggio semiautomatico tramite estrusione o pistole a spruzzo.
• Produzione ad alto volume: I sistemi automatizzati dedicati eseguono applicazioni precise e ripetibili con percorsi programmabili su misura per componenti specifici o famiglie di parti.

3.3Vantaggi chiave delle prestazioni

Rispetto al fissaggio meccanico tradizionale, l'incollaggio adesivo offre:

• Distribuzione uniforme delle sollecitazioni: distribuisce le sollecitazioni su ampie superfici, riducendo al minimo i rischi di guasti localizzati.
• Compatibilità con materiali diversi: unisce coppie di metallo-plastica, vetro-ceramica e altri materiali senza forare/saldare.
• Capacità di sigillatura: forma barriere protettive contro umidità, polvere e contaminanti.
• Leggero ed economico: riduce il peso dell'assemblaggio e i costi complessivi, migliorando al contempo l'integrità strutturale.

4.0Assemblaggio automatizzato: il motore principale della riduzione dei costi e dell'efficienza

L'assemblaggio è una delle fasi più laboriose della produzione, incidendo in modo significativo sui costi diretti della manodopera. L'automazione è quindi diventata una strategia chiave per ridurre i costi, aumentare la produttività e garantire una qualità costante.

Per un'implementazione di successo sono necessari:

1. Progettazione di parti che impediscono la sovrapposizione (scandole).
2. Alimentazione pre-orientata tramite pile, bobine, contenitori o vassoi.
3. Carico dei pezzi e scarico dei pezzi finiti assistito da robot.

4.1Tipi di macchine di assemblaggio automatizzate

4.2Fattori chiave nella selezione delle attrezzature

Nella scelta dei sistemi di assemblaggio automatizzati, i produttori devono valutare cinque aspetti critici:

1. Tasso di produzione richiesto (output per unità di tempo).
2. Dimensioni e peso dei componenti.
3. Percentuale di operazioni automatizzate rispetto al supporto manuale.
4. Necessità di processi assistiti dall'uomo.
5. Complessità delle fasi di assemblaggio (coordinamento di più parti, allineamento di precisione).

5.0Riepilogo della tecnologia di base

Mentre la produzione continua a progredire verso una maggiore intelligenza, efficienza e precisione, le tecnologie di fissaggio e assemblaggio si evolvono lungo tre direzioni principali: automazione, alleggerimento e accuratezza.

• Il fissaggio meccanico è potenziato tramite macchine per l'inserimento di elementi di fissaggio per aumentare l'efficienza della produzione in lotti.
• L'incollaggio si sta diffondendo nei settori di fascia alta (veicoli a nuova energia, aerospaziale) per i suoi vantaggi in termini di leggerezza e tenuta.
• I sistemi di assemblaggio automatizzati (a quadrante, in linea, a carosello) offrono flessibilità per soddisfare diverse esigenze di prodotto.

Allineando le strategie di fissaggio e assemblaggio alle caratteristiche del prodotto, alla scala di produzione e agli obiettivi di costo, i produttori possono ottenere notevoli guadagni in termini di efficienza, qualità e competitività complessiva.