RMS (Ring Modular System): è il progetto di ricerca Marangoni che innova radicalmente il sistema di produzione del pneumatico ricostruito. Portando una tecnologia già vincente a livello mondiale, quella dell'anello, ad un avanzamento epocale. Partiamo dal quadro generale.
Punto uno. C’è un settore-chiave per il commercio e l’economia mondiali che sta vivendo un periodo di profondi cambiamenti: è il trasporto su gomma, dove una situazione di margini sempre più compressi e aspettative crescenti richiede alle aziende prestazioni e servizi sempre più avanzati.
Punto due. Fondamentale per questo settore è un prodotto considerato maturo, dotato in realtà di un enorme potenziale in termini di risparmio d’energia e di risorse: è il pneumatico ricostruito.
Punto tre. Esiste da tempo una tecnologia di ricostruzione particolarmente avanzata che sta compiendo oggi ulteriori e decisivi passi in avanti, in termini di prestazioni, risparmio energetico ed economie di gestione: è la tecnologia dell’anello.
Punto quattro. Creatrice, leader e protagonista assoluta di questa tecnologia è un’azienda italiana, affermata oggi a livello mondiale: è la Marangoni.
È di pochi mesi fa la notizia del record “pesante” stabilito da un mezzo dell’azienda americana di trasporto postale Pat Salmon: 684,287 km facendo la spola “coast to coast” sulle strade americane e conservando, alla fine della maratona, più di 7 mm di battistrada. La Pat Salmon è una delle tante flotte in tutto il mondo che utilizzano pneumatici ricostruiti con la tecnologia Marangoni RINGTREAD. Marangoni Tread, che ne è proprietaria, è la principale azienda della divisione Marangoni Retreading Systems, un’area di business che conta 5 impianti produttivi, due dei quali in Italia e uno rispettivamente in Germania, Stati Uniti e Brasile.
La Marangoni Tread, all’interno di un gruppo leader nella ricostruzione qual è Marangoni, rappresenta l’azienda più impegnata nella ricerca e nell’innovazione.
Tutto nasce da una tecnologia, quella dell’anello toroidale, inventata da Marangoni trent’anni fa e progressivamente affinata, fino a proporsi oggi come la più performante, oltre che la più adeguata agli scenari attuali del pneumatico ricostruito. Il principio è semplice. Invece di fornire al processo di ricostruzione una fascia battistrada di gomma piana, da tagliare, giuntare e applicare sulla carcassa, Ringtread offre un anello battistrada già formato, a misura e senza giunte. I vantaggi sono molti. Sia a livello di prodotto finale – un pneumatico più performante in termini di durata grazie all’assenza di giunte nel battistrada e alla minore deformazione del polimero – sia sotto l’aspetto dell’industrializzazione – grazie ad un processo produttivo fortemente integrato che rappresenta oggi lo stato dell’arte del settore.
La ricostruzione del pneumatico con anello toroidale si compone essenzialmente di due fasi. La prima è la produzione dell’anello, che avviene esclusivamente negli stabilimenti Marangoni Tread. La seconda è la confezione del pneumatico mediante l’applicazione dell’anello battistrada sulla carcassa: un’attività che vede Marangoni Tread nella veste di fornitore non solo di anelli, ma anche di macchinari, tecnologie e supporto tecnico alle aziende impegnate nella ricostruzione. Si tratta di due attività distinte, ma nelle quali Marangoni, attraverso un grande progetto di ricerca industriale, introduce un analogo contributo d’innovazione tecnologica e un alto grado d’integrazione. Così, mentre realizza un decisivo balzo in avanti tecnologico sul versante dei sistemi di produzione dell’anello – innovando completamente la catena di produzione e trasformandola in un ciclo integrato senza soluzione di continuità – sul contiguo versante dei sistemi di confezione del pneumatico, rivolti ai ricostruttori di medie e grandi dimensioni, Marangoni Tread completa il processo di ricostruzione all’insegna della massima integrazione e della tecnologia più sofisticata (isole di confezione Ringbuilder 2500 e 3000). Si tratta di un nuovo approccio che permetterà anche, grazie alle innovazioni tecnologiche e alla semplicità operativa, di portare il pneumatico ricostruito a competere ad armi pari con il nuovo sul piano delle prestazioni e a vincere sotto il profilo del rendimento economico, del risparmio energetico e della protezione ambientale.
Il progetto di ricerca industriale che sta alla base di tutto questo prende il nome di RMS. Gli obiettivi del progetto RMS possono essere così riassunti: portare il ciclo di produzione dell’anello battistrada e della confezione del pneumatico ricostruito ad un livello di automazione estremamente avanzato, introducendo una serie di innovazioni tecnologiche che agiscono sui diversi passaggi del percorso produttivo ottimizzandoli, eliminandoli dove possibile, rivoluzionando in alcuni casi la tecnologia tradizionale, puntando comunque all’obiettivo di una totale integrazione. Molteplici e significativi i vantaggi realizzati: dal risparmio di risorse impiegate, di spazi occupati, di consumi energetici, all’aumento della produttività, al miglioramento della qualità del prodotto, fino alla riduzione dell’impatto ambientale delle lavorazioni. Si tratta di un progetto estremamente avanzato, condotto con la collaborazione di enti universitari di ricerca.
1) La produzione dell’anello
Nel processo di produzione dell’anello, il cuore di RMS si chiama Alpha Ring Evolution: un’isola di produzione realizzata a partire da Alpha Ring, il sistema di estrusione/stampaggio/vulcanizzazione che ha rivoluzionato la realizzazione del battistrada prestampato. Per evidenziarne il contributo innovativo, è utile il confronto con il processo di produzione tradizionale dell’anello battistrada, del tutto simile a quello del pneumatico nuovo. Prima dell’introduzione di Alpha Ring, il profilato di gomma cruda veniva estruso da una linea di 50 metri, con una potenza installata di 500 kw, e quindi raffreddato per il successivo inserimento in pressa, che avveniva manualmente. Con Alpha Ring questo primo, oneroso passaggio viene interamente eliminato. Una striscia continua di gomma cruda viene caricata automaticamente su un carro mobile, su cui è installato un estrusore con calandra terminale che estrude una striscetta lenticolare direttamente nella pressa centripeta. Alla fine dell’operazione l’applicatore si ritrae e, mentre la pressa si chiude per iniziare il ciclo di vulcanizzazione, tutto il carro porta estrusore si sposta automaticamente per servire un’altra pressa, secondo il programma impostato. La serie di presse, 6 o 12, è opportunamente posizionata a fianco della via di corsa dell’estrusore mobile.
Si tratta di un processo che deve superare diversi fattori critici, legati in particolare all’estrusione a caldo e ad altissima velocità direttamente sul controstampo, senza il preventivo raffreddamento richiesto dalla tecnologia tradizionale. Queste criticità sono state brillantemente superate agendo sulle caratteristiche della mescola, sull’ottimizzazione dei tempi di vulcanizzazione, sui tempi di degasaggio. I vantaggi conseguiti sono eccezionali. L’eliminazione della vecchia linea di estrusione porta ad una notevole riduzione degli spazi di lavorazione, l’estrusione a caldo recupera il 30% del tempo di vulcanizzazione e dell’energia termica ed elettrica utilizzate, mentre l’automazione del processo protegge gli operatori dai fumi di lavorazione. Senza contare poi l’aumento della produttività, che in una tipica stazione Alpha Ring di 6 presse servite da un estrusore mobile equivale a quella di 9 presse nel sistema tradizionale. Una produttività incrementata anche da una flessibilità enormemente superiore: prima ogni pressa, caricata a mano, lavorava sempre lo stesso prodotto fino a che non si cambiava stampo; ora le 6 o 12 presse lavorano ognuna un prodotto diverso, seguendo la programmazione del sistema informatico, e forniscono alla successiva stazione di finitura, in sequenza o a chiamata, un anello diverso. Significativo anche l’incremento nella qualità del prodotto. Un esempio: all’uscita dalla pressa avviene la pesatura automatica dell’anello e la verifica dello scostamento rispetto al peso teorico. In base a questa misurazione l’estrusore si regolerà in automatico fino a raggiungere una tolleranza zero. Si tratta di un fattore qualitativo importante se si considera l’importanza del peso nelle prestazioni di durata del pneumatico, poiché da esso dipende lo sviluppo di calore.
Evidente quindi in questa prima fase di estrusione/stampaggio/vulcanizzazione, la valenza innovativa di Alpha Ring Evolution si conferma in tutte le fasi successive di produzione dell’anello. Dopo il ciclo di vulcanizzazione, il battistrada viene estratto automaticamente dalla pressa e depositato su uno shuttle dedicato, che lo trasferisce alla successiva stazione di finitura e controllo. Qui ogni anello in arrivo viene automaticamente identificato dal sistema: la stazione si autosetta per la centratura di precisione e i coltelli effettuano in modalità automatica l’asportazione delle bave circonferenziali. La sbavatura radiale si avvarrà invece di un sistema di visione artificiale estremamente sofisticato e assolutamente innovativo per il settore del pneumatico, in fase di sviluppo, che valuterà anche l’assenza di difetti nel battistrada determinando il passa/non passa dell’anello.
Per la successiva spazzolatura, è necessario disporre di anelli battistrada a temperatura ambiente e per lotti omogenei. Viene quindi realizzato un magazzino intermedio di accumulo, con un numero di linee pari al numero di misure in lavorazione. La sezione di spazzolatura rappresenta un’altra delle fasi produttive in cui il progetto RMS apporta innovazioni decisive. L’obiettivo della spazzolatura è conferire al dorso dell’anello battistrada una rugosità specifica, che favorisca l’adesione alla carcassa nel corso della confezione del pneumatico ricostruito. Anche in questo caso la macchina raspatrice agisce in modo totalmente automatico, ma il suo intervento viene continuamente monitorato attraverso un controllo optolettronico a raggi infrarossi, che analizza la riflessione della superficie. Questo sistema non solo visualizza e controlla il corretto procedere della spazzolatura, ma permette anche di rilevare le progressive variazioni determinate dal consumo delle spazzole d’acciaio, correggendo automaticamente i parametri di pressione e durata in funzione del risultato ottimale. Ma la frontiera avanzata della ricerca riguarda soprattutto il passo successivo, nel quale viene applicata alla superficie raspata una soluzione adesiva e antiossidante. Il progetto RMS ha avviato uno studio rivoluzionario, condotto in collaborazione con l’Università di Bari, che punta a sostituire la soluzionatura con l’applicazione del plasma: un’innovazione di enorme valore non solo tecnologico (l’applicazione del plasma a materiali polimerici non è mai stata realizzata), ma anche ambientale, perché eliminerebbe l’utilizzo di solventi nella lavorazione. Al termine della fase di spazzolatura/soluzionatura non rimane che la fase finale del processo di produzione, nella quale gli anelli vengono avviati all’avvolgimento e al successivo imballaggio mediante film estensibile, per essere infine etichettati e pallettizzati automaticamente. È importante sottolineare come l’intero processo di produzione, dall’estrusione all’imballaggio, sia completamente automatizzato. Ogni stazione dispone di un monitor di controllo e della possibilità, da parte dell’operatore, di inserire o variare i dati di programmazione. Il controllo generale è sempre mantenuto dal sistema informatico centrale, che programma le lavorazioni per singola tipologia e misura di anello su base giornaliera. Ciò consente tra l’altro una precisa e immediata previsione delle future disponibilità a magazzino. Con Alpha Ring Evolution, cuore di RMS nella fase di produzione dell’anello, Marangoni sposta radicalmente in avanti le frontiere tecnologiche di un sistema di ricostruzione, Ringtread, che è già il più avanzato presente sul mercato, distanziando così ogni altra tecnologia oggi disponibile.
E lo fa ottenendo importanti risultati di risparmio energetico in fase di manufacturing, di riduzione degli spazi di produzione, di protezione ambientale, di aumento della produttività e di contenimento dei costi di manodopera. Un aspetto da non sottovalutare, quest’ultimo, soprattutto perché indica una via alternativa in uno scenario economico che sembra trovare nella delocalizzazione l’unica risposta ai problemi di un prodotto maturo.
2) La confezione del pneumatico
La produzione dell’anello battistrada prestampato, che Marangoni Tread realizza nei propri stabilimenti, rappresenta solo la prima parte del processo di ricostruzione con tecnologia Ringtread. La seconda parte, che consiste nella confezione del pneumatico, viene svolta dalle aziende ricostruttrici, alle quali Marangoni Tread fornisce, oltre all’anello, anche i macchinari e le tecnologie necessari. Il contributo del progetto RMS all’innovazione del processo si rivela anche in questo caso determinante. L’obiettivo specifico è la messa a punto di un sistema integrato di selezione, preparazione e confezione dei pneumatici mediante l’introduzione di tecnologie avanzate, in grado di produrre significativi vantaggi economici e qualitativi. Il sistema disegnato dal progetto RMS si propone in particolare il compattamento in spazi ristretti dell’impianto, senza necessità di accumulo tra le varie fasi di lavorazione, e la possibilità di lavorare qualsiasi tipologia di carcassa senza una programmazione predeterminata. Le tre parti fondamentali di cui si compone il sistema sono: l’ispezione della carcassa; la raspatura; la confezione del pneumatico.
L’ispezione della carcassa è un’operazione di importanza decisiva per la qualità e l’affidabilità del prodotto. Bisogna accertare l’assenza di difetti in quella che sarà la struttura portante del pneumatico ricostruito. La tecnologia più avanzata in questo campo è il controllo shearografico: una macchina ispezionatrice non distruttiva basata sull’interferometria laser, che permette di verificare in profondità l’integrità della carcassa e in particolare l’eventuale distacco delle tele. Già utilizzata da tempo in Marangoni, questa tecnologia, nella sua forma tradizionale, ha tuttavia il limite di poter ispezionare la carcassa un solo lato per volta: bisogna cioè aprire la macchina e capovolgere il pneumatico per ispezionare il lato opposto. L’avanzamento introdotto dal progetto RMS è decisivo: una nuova macchina esegue l’ispezione completa del pneumatico senza necessità di girarlo, realizzando perciò significativi vantaggi nei tempi di lavorazione e nell’economia delle risorse.
Tutt’altro che semplice nella progettazione e nella messa a punto, questa tecnologia è oggi la più avanzata disponibile per l’applicazione specifica. Ulteriore obiettivo della ricerca, in questa fase del processo, è il riconoscimento automatico da parte della macchina del pneumatico in ingresso, con rilevamento dimensionale, per poter trasmettere alle macchine successive i dati necessari al settaggio automatico delle singole operazioni.
L’operazione successiva, la raspatura della carcassa, si avvale di una tecnologia messa a punto da Marangoni e meccanicamente consolidata. La ricerca RMS è rivolta quindi ai sistemi di acquisizione dati e alla scelta della configurazione di lavorazione. Una nuova macchina a controllo numerico ad assi controllati acquisisce i dati di misurazione dalla macchina precedente, effettua un autosettaggio e lavora la carcassa, che si caletta automaticamente sul mandrino. A fine ciclo di lavoro la carcassa raspata viene inviata alla successiva lavorazione, cioè alla confezione del pneumatico.
Èd è qui, nella fase di confezione, che RMS tocca uno dei livelli più alti di progresso tecnologico. Applicando diverse innovazioni, Marangoni Tread ha sviluppato un’isola di confezione che è un vero centro di lavoro multifunzionale. Nella sua versione più evoluta, che prende il nome di Ring Builder 3000, quest’isola consta essenzialmente di un estrusore per Cushion gum accoppiato a una Ring Treader con doppio mandrino di confezione. In pratica, il doppio mandrino permette il procedere automatico di due operazioni in parallelo. Su una posizione si estrude il sottostrato, sotto forma di layer, direttamente sulla carcassa. Sull’altra si applica l’anello e si rulla adeguatamente. Il tutto con una semplicità e una flessibilità rivoluzionarie, perché i sistemi di bordo della macchina riconoscono la misura della carcassa montata e determinano di conseguenza la quantità e la simmetria del sottostrato da applicare, lo stiro necessario per il montaggio dell’anello, il tipo di rullatura più consono e tanti altri parametri e regolazioni necessari per ottenere un prodotto ricostruito al top della qualità. Per la sua alta produttività, la Ring Builder 3000 è indicata per le grandi industrie della ricostruzione. Per produzioni più contenute è disponibile la versione Ring Builder 2500, che adotta i medesimi sistemi di misurazione e controllo ma differisce per la presenza di un singolo anziché doppio mandrino.
A questo punto, il ciclo di produzione del pneumatico ricostruito si chiude con la fase di vulcanizzazione in autoclave: un’operazione che, per garantire i migliori risultati, deve essere svolta sotto vuoto. Il pneumatico ricostruito viene quindi rinchiuso in apposite envelopes di gomma, prodotte e fornite da Marangoni Tread. Si tratta in questo caso di un procedimento ampiamente collaudato, al quale RMS non apporta alcun contributo innovativo. È tuttavia proprio in questa fase della lavorazione che si apre oggi una delle più interessanti sfide tecnologiche per il futuro: la vulcanizzazione in autoclave senza envelopes. Dopo aver rivoluzionato l’intero processo di ricostruzione del pneumatico, ecco per RMS una frontiera ancora aperta!
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