• Produzione di parti in acciaio in Cina: CNC, pressofusione e qualità dell’acciaio

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    La produzione di parti in acciaio in Cina richiede una conoscenza approfondita dei gradi di acciaio, delle opzioni di produzione (ad esempio, pressofusione e CNC) e delle opzioni di analisi dei materiali per garantire che si stia ottenendo ciò per cui si paga.

    In questo articolo, Renaud Anjoran di Sofeast Limited a Shenzhen, spiega ciò che ogni importatore deve sapere sull’importazione di parti e prodotti in acciaio dalla Cina.

    Vengono trattati i seguenti argomenti:

    • Quando utilizzare la lavorazione CNC
    • Quando utilizzare la pressofusione
    • Calcolo dei costi di CNC e pressofusione
    • Gradi di acciaio cinesi (e loro equivalenti internazionali)
    • Importazione di acciaio da altri paesi (per progetti di produzione in Cina)
    • Analisi dei materiali
    • Ispezione in loco di parti in acciaio

    Supponiamo di voler produrre un determinato componente in acciaio. Come faccio a sapere se l’approccio migliore è la pressofusione o il CNC?

    Questo dipende da molti fattori, come la complessità del componente, i requisiti di finitura superficiale, il volume di produzione, le dimensioni del pezzo e la scelta del materiale.

    La fusione è un processo che consiste nell’iniettare metallo fuso in uno stampo e, quando il metallo si solidifica, assume la forma dello stampo, ad esempio un basamento (nel motore di un’automobile). Il pezzo viene prodotto con pochi scarti e le materozze vengono rifuse e utilizzate per la produzione di altri pezzi.

    La lavorazione CNC, invece, prende una billetta solida e lavora il metallo indesiderato fino a ottenere la geometria finale del pezzo. Questo processo produce molto materiale di scarto che non può essere riutilizzato per questa produzione e viene solitamente venduto al valore di rottame metallico.

    Il volume di produzione è un fattore determinante. Per i bassi volumi di produzione, la lavorazione CNC è più sensata, in quanto non comporta costi di attrezzaggio.

    Il costo di uno stampo per pressofusione ad alta pressione per un pezzo di grandi dimensioni può rappresentare un investimento notevole. Tuttavia, se il volume di produzione è elevato, il costo unitario è molto inferiore.

    a. Piccola produzione: 500 pcs
    500 pcs CNC FUSIONE A STAMPO
    VOLUME 500 500
    COSTO DELLO STAMPO $0 $12,450
    COSTO PARTE $26 $12
    COSTO TOTALE $13,225 $18,450
    b. Grande produzione: 10,000 pcs
    10,000 pcs CNC FUSIONE A STAMPO
    VOLUME 10 10
    COSTO DELLO STAMPO $0 $12,450
    COSTO PARTE $26 $12
    SCONTO PER QUANTITA’ 10% 10%
    COSTO PARTE SCONTATO $23.81 $10.80
    COSTO TOTALE $238,050 $120,450

     

    Altri due parametri da tenere a mente riguardo al casting:

    • Spesso è necessaria una lavorazione CMC per rifinire il pezzo secondo le tolleranze dimensionali corrette. Questo costo aggiuntivo non è indicato nei confronti di cui sopra.
    • Alcuni metalli sono più difficili da fondere di altri e a un certo punto ha più senso lavorarli.

    Il progetto iniziale di un prodotto può anche non indicare il processo da utilizzare, ma dovrebbe essere chiarito nella fase di revisione del progetto, una fase importante del processo di introduzione di un nuovo prodotto.

    Esistono così tanti tipi di acciaio. Come faccio a sapere quale è adatto al mio prodotto?

    La scelta del materiale giusto è importante per il vostro progetto. Per lo meno, nel fare questa scelta, dovreste prendere in considerazione i seguenti attributi:

    • Resistenza alla corrosione – Il pezzo verrà utilizzato su un prodotto destinato all’uso all’aperto o sott’acqua? Gli acciai che si corrodono facilmente non sono la scelta giusta in questo caso, in quanto devono essere sostituiti frequentemente o si corrodono fino a cedere.
    • Resistenza – I requisiti di resistenza del pezzo sono determinati dalla funzione del prodotto (quanta forza deve sopportare il pezzo prima di cedere?) L’acciaio a basso tenore di carbonio ha proprietà di resistenza inferiori rispetto all’acciaio ad alto tenore di carbonio, ad esempio.
    • Lavorabilità – Il metallo può essere lavorato facilmente, può essere fuso, può essere trattato termicamente e indurito, può essere saldato o rivestito? Tutti questi aspetti devono essere presi in considerazione e molto dipenderà dalla funzione del pezzo all’interno del prodotto complessivo.

    Il denominatore comune è la comprensione di ciò che il pezzo deve fare, per quanto tempo deve farlo e come verrà prodotto.

    Quali tipi di acciaio possono essere acquistati dai produttori cinesi?

    Quasi tutti gli acciai comuni possono essere reperiti in Cina. Non tutti, però, come si dirà più avanti in questa pagina.

    Tuttavia, potrebbero avere una codifica diversa e proprietà leggermente diverse.

    Per questo motivo, è importante capire il confronto e le differenze tra ciò che si specifica normalmente (se si è negli Stati Uniti, si guardano gli standard ASTM) e ciò che è l’equivalente cinese.

    Ecco un esempio di confronto tra i gradi di lega dell’acciaio: gradi di acciaio cinesi e ANSI.

    Come si può notare, esistono lievi differenze negli standard, per quanto riguarda la quantità di ciascun elemento chimico.

    Il punto chiave è che è necessario fare i compiti a casa e confrontare i diversi standard per assicurarsi che l’acciaio cinese soddisfi le proprie esigenze.

    Ho scoperto che è piuttosto difficile trovare dati sulle qualità dell’acciaio cinese. Come posso trovare dati, ad esempio, sulla durezza e sul carico di snervamento?

    Come ho già detto, parte del processo di selezione dell’acciaio consiste nella comprensione dei requisiti del prodotto e la comprensione delle proprietà dell’acciaio (ad esempio, durezza e resistenza allo snervamento) è un elemento critico di tale comprensione. Pertanto, è fondamentale che siate in grado di ottenere queste informazioni.

    Il fornitore di acciaio dovrebbe essere in grado di fornire una scheda tecnica del materiale che includa tutti gli elementi chimici e le proprietà meccaniche dell’acciaio.

    Ecco un esempio di scheda tecnica:

     

    Una volta ottenuta la scheda tecnica e stabilito quale sia l’acciaio giusto per il vostro pezzo, l’approccio migliore è quello di ottenere un campione dell’acciaio e di eseguire test indipendenti per verificare la correttezza dei dati.

    Abbiamo riscontrato che alcuni fornitori cinesi spesso imbrogliano utilizzando un materiale più economico. È una pratica comune per i componenti elettronici, anche se può essere rilevata in pochi minuti da un ispettore casuale. Immaginate quindi quando si tratta di scegliere una lega di grado inferiore che richiede test più approfonditi. La tentazione è molto alta.

    E questo significa anche che gli importatori non possono fidarsi delle schede tecniche dei materiali fornite dai loro fornitori. È un buon punto di partenza, ma potrebbe trattarsi di informazioni false.

    Se si acquista una quantità tale da poter comprare direttamente dalle acciaierie cinesi (che hanno operazioni molto grandi), le loro schede tecniche sono probabilmente più affidabili. Non abbiamo molta esperienza in questo caso.

    È possibile procurarsi qualità di acciaio di alto livello da fornitori europei, ad esempio, per progetti di produzione in Cina?

    Se avete bisogno di una qualità molto specifica, potrebbe essere più difficile reperirla in Cina. Un nostro cliente si è recentemente imbattuto in questo problema: doveva utilizzare bulloni di classe 10.9 per un prodotto automobilistico che richiedeva un’elevata durezza, ma anche un alto contenuto di cromo per evitare la corrosione.

    In questo caso, l’acciaio doveva essere acquistato al di fuori della Cina. Il problema diventa quindi la quantità minima d’ordine che un fornitore estero è disposto a vendere.

    Come posso verificare che un fornitore utilizzi effettivamente il tipo di acciaio “giusto”?

    Il modo migliore per verificare un tipo di acciaio è quello di effettuare sia test fisici che analisi chimiche. Vediamo innanzitutto i test fisici più comuni.

    TEST TENSILE: è uno dei test più semplici da eseguire in laboratorio su un campione di acciaio. Le basi di questa prova consistono nel sottoporre un campione a una tensione controllata fino al cedimento. In questo modo è possibile determinare diverse proprietà (punti dati comunemente noti per ogni grado).

    Il tecnico di laboratorio inserisce i campioni in una macchina per prove di trazione dotata di misuratori sia sui campioni che all’interno della macchina. La macchina applica una forza di tensione lentamente controllata sul campione fino a quando non si rompe. I risultati possono essere esaminati e analizzati.

    TEST DI DUREZZA: quando si tratta di testare la durezza dell’acciaio, esistono diversi metodi (i principali sono Brinell, Rockwell e Vickers).

    Entrambi i metodi di prova Brinell e Vickers misurano l’impronta lasciata sulla superficie del campione in esame. Il test Brinell è generalmente utilizzato per gli acciai più morbidi, mentre i test Rockwell e Vickers sono utilizzati per gli acciai più duri.

    ANALISI CHIMICA: il metodo di gran lunga più rapido e semplice è quello di verificare la composizione chimica con uno strumento XRF (fluorescenza a raggi X).

    Il funzionamento dell’analizzatore XRF è complesso. In pratica, la pistola spara un fascio di raggi X sul campione in esame, spostando gli atomi che lasciano un foro sulla superficie; questi fori vengono sostituiti da altri atomi che vengono poi letti dalla pistola.

    I risultati mostrano tutti gli elementi chimici all’interno del campione in esame, in base alla struttura atomica del materiale.

    Quali altri controlli di qualità eseguite normalmente sui prodotti in acciaio?

    Alcuni semplici test possono essere eseguiti in loco e non richiedono l’uso di macchine che si trovano tipicamente nei laboratori di prova e che non si basano sull’analisi chimica. (Va detto, però, che l’unico modo sicuro per identificare una qualità di acciaio è l’analisi chimica).

    Verifica del magnetismo dell’acciaio: se un acciaio è classificato come ferroso, sarà attratto da un magnete permanente, mentre gli acciai non ferrosi non saranno attratti dal magnete. La maggior parte delle leghe di ferro sono ferrose, compresi l’acciaio al carbonio e gli acciai inossidabili.

    Scintille di smerigliatura: questo metodo per testare l’acciaio è stato utilizzato fin dai primi anni del 1900, ma al giorno d’oggi non è ritenuto molto affidabile. Il modello e il colore delle scintille prodotte quando un campione viene toccato da una mola possono indicare il tipo di acciaio. Wikipedia lo spiega in modo più approfondito.

    Informazioni su Sofeast Limited

    Sofeast aiuta le aziende a sviluppare, produrre e ispezionare con successo nuovi prodotti in Cina, Vietnam e altri Paesi asiatici, con i giusti standard di qualità, ma anche con bassi rischi di ritardi e sovraccosti.

     

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