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Come Migliorare L'e Cienza Energetica
Vicepresidente sviluppo attività Edgetech I.G. Inc. La qualità del vetrocamera è a sua volta determinata dalla qualità del processo produttivo, e l'automazione contribuisce a massimizzare questo aspetto grazie all'uniformità di esecuzione e alla riduzione dell'intervento umano. I vetrocamera, specialmente quelli ad alte prestazioni, sono per lo più prescritti e prodotti con una doppia guarnizione con l'obiettivo di garantire l'a dabilità del prodotto nel tempo ( g. 1). La guarnizione primaria, in poliisobutilene (PBI), serve a impedire sia l'ingresso di umidità e vapore nel vetrocamera, sia la fuoriuscita del gas termoisolante dall'intercapedine, contribuendo così al risparmio energetico. Questa guarnizione in butile, che svolge una funzione essenziale, il più delle volte viene applicata per estrusione sui lati e sulla spalla del distanziatore su di un'unità indipendente collocata al fuori dalla linea di produzione principale della vetrocamera. L'estrusione del butile e la movimentazione dei telaietti distanziatori rivestiti in gomma rappresentano senz'altro la fase più dipendente dal fattore umano dell'intero ciclo di produzione del vetrocamera. Per una migliore qualità e uniformità Molti costruttori di linee di produzione di vetrocamera si concentrano sul miglioramento della fase di estrusione del butile cercando di automatizzare l'estrusione sui telaietti distanziatori su di un'unità separata ( g. 2). Ciò aiuta a migliorare la qualità e uniformità della guarnizione primaria in butile in quanto, invece di accompagnare manualmente il carrello attraverso l'estrusore di butile (con fermate e ripartenze in corrispondenza di ciascun angolo), il butile viene applicato su entrambi i lati sotto forma di un cordone continuo. Tuttavia, permangono problemi come i tratti senza butile, o i tratti di cordone troppo spessi o troppo sottili, che molto spesso non vengono rilevati, specialmente sulle linee ad alta produzione. Un altro problema chiave dell'estrusione del butile sui telaietti distanziatori su di un'unità separata è dato dal fatto che la maggior parte delle linee di produzione del vetrocamera necessitano di operatori umani per la movimentazione sia per appendere i telaietti al nastro trasportatore sospeso dopo l'estrusione, sia per il successivo assemblaggio dei telaietti sulle lastre pulite dopo il lavaggio. Tutte queste manipolazioni dei telaietti rivestiti in butile comportano la reale possibilità di manomissione della guarnizione da parte degli operatori o di contaminazioni per via dello sporco esistente su mani e guanti. Alcune ricerche hanno dimostrato che ogni volta che un operatore tocca o manipola un componente in ambiente produttivo, l'incidenza di scarti o pezzi difettosi aumenta dello 0,1%. L'obiettivo dell'automazione è quindi ridurre l'incidenza del fattore umano. Oggi la qualità e l'uniformità del vetrocamera hanno raggiunto nuovi livelli più elevati grazie ai progressi nell'ambito dell'automazione. L'estrusione del butile sul distanziatore ora è disponibile come funzione just-in-time incorporata sulla linea di produzione, dove ogni vetrocamera viene realizzata individualmente su linee verticali di lavaggio e assemblaggio automatizzate. L'automazione just-in-time nell'ambito della produzione di vetrocamera esiste da vent'anni in combinazione con varie tecnologie di distanziatori come la TPS, TSS Super Spacer, e Swiggle. Gli applicatori robotizzati dei distanziatori erano in grado di inserire in maniera automatica questo elemento su di una linea orizzontale o verticale per vetrocamere. Tuttavia restava il problema che una guarnizione primaria tradizionale in butile, necessaria per garantire la durata nel tempo del sistema a doppia guarnizione, non poteva più essere estrusa su questi distanziatori sulla stessa linea. Di conseguenza, non era nemmeno possibile realizzare l'intero potenziale di risparmio energetico e di protezione ambientale nonostante che il fattore umano risultasse grandemente ridotto. Automazione in linea Con la nuova tecnologia dell'automazione in linea dell'estrusione del butile ora è finalmente possibile combinare i benefici dell'automazione just-in-time dei distanziatori flessibili con la riconosciuta qualità dei sistemi tradizionali a doppia guarnizione. Oltre a tutto questo, la nuova tecnologia si combina con livelli di risparmio energetico all'avanguardia dell'industria garantiti dal sistema distanziatore a bordo caldo (warm-edge) privo componenti metallici. Una variante recente del distanziatore Super Spacer TriSeal tipo "T" è il Super Spacer TriSeal tipo "D" il quale consente l'applicazione robotizzata a pistola del butile dopo l'allineamento e compressione dei pannelli di vetro (fig. 4). Le guarnizioni secondarie in silicone sono note per essere il tipo di guarnizione strutturale più durevole nei sistemi a doppia guarnizione. Da un lato ciò parrebbe indicare che esse assicurino il risparmio energetico più prolungato nel tempo. Dall'altra parte però, nella maggior parte dei sistemi distanziatori, le vetrocamere con guarnizione in silicone evidenziano problemi di tenuta del gas argo sul lungo periodo, con tassi di perdita pari a poco meno dell'1% annuo. La questione viene vista da sempre sotto tre aspetti diversi. La guarnizione 1 primaria di butile deve essere uniforme e perfettamente continua; il vetro deve essere perfettamente lavato e pressato contro la guarnizione di butile; infine il materiale e la struttura del distanziatore devono adattarsi ai movimenti dovuti alla diversa dilatazione e contrazione termica subita dai vari componenti. La guarnizione primaria deve essere continua e perfetta perché il silicone è un sigillante secondario talmente permeabile da offrire scarse, se non nulle, proprietà barriera al gas argon o al vapore acqueo. Un tale livello di perfezione è difficile da ottenere e mantenere nelle guarnizioni primarie in butile utilizzando i sistemi di estrusione manuali e automatici indipendenti reperibili nei due decenni passati. La nuova tecnologia di estrusione in linea del butile è caratterizzata da una serie di miglioramenti importanti a confronto dei vecchi metodi non in linea. Tra i vantaggi di questo metodo di estrusione in linea just-in-time vi sono l'eccellente ritenzione dell'argon nel vetrocamera con guarnizione secondaria in silicone, tale da superare i severi test sulle perdite di argo secondo le norme EN 1279 Parte 3. Vantaggi migliorativi L'estrusione in linea just-in-time del butile nei sistemi a doppia guarnizione garantisce i cinque principali miglioramenti seguenti: 1. Il butile viene estruso su entrambi i lati del distanziatore mentre quest'ultimo viene applicato al pannello di vetro davanti al robot. Il butile viene esposto all'ambiente di produzione solo per pochi secondi e quindi le possibilità di contaminazione sono ridotte al minimo, se non addirittura eliminate. 2. Il tempo che trascorre dall'estrusione del butile all'assemblaggio e pressatura dei due pannelli è molto breve. Ciò consente di facilitare la pressatura della guarnizione di butile grazie al calore latente generato dall'estrusione del butile stesso, oltre che alla normale forza di pressione, per un'adesione ottimale a entrambi i pannelli. 3. Un ulteriore miglioramento consiste nell'estrusione lineare e continua del butile sul distanziatore senza interruzioni e cambi di direzione a 90° in corrispondenza degli angoli, come invece accade con i telaietti tradizionali. La qualità uniforme e costantemente elevata della guarnizione primaria di butile impone un nuovo e ineguagliabile standard di riferimento. 4. La guarnizione di butile non viene manipolata né manomessa dall'operatore dal momento che viene estrusa in linea, in tandem con l'applicazione robotizzata dei telaietti distanziatori sui pannelli di vetro. Viene eliminata anche la movimentazione manuale dei telaietti delle vetrocamere jumbo che solitamente richiede due-tre operatori umani. Sui vetrocamera più grandi disponibili in commercio si ottengono miglioramenti di produttività decisamente elevati, e nel contempo è possibile realizzare modelli di grandi dimensioni ad alte prestazioni energetiche a costi più convenienti. 5. Il quinto e ultimo miglioramento riguarda il design del nuovo ed esclusivo sistema distanziatore ( g. 5). Allo scopo di consentire l'estrusione in linea del butile in contemporanea con l'applicazione robotizzata del distanziatore, il sistema distanziatore essibile ha una forma a gradini a T, con due diverse super ci di tenuta su ciascun lato. Le spalle della T sono rivestite in acrilico PSA per una rapida adesione e l'assemblaggio strutturale al vetro. Le spalle della base del distanziatore T-Spacer vengono riempite con la guarnizione primaria di butile in linea. Una volta applicata a pistola la guarnizione secondaria dietro il distanziatore, il butile rimane imprigionato tra le due guarnizioni strutturali che gli impediscono in tal modo ogni cambiamento di forma e dimensioni, Diversamente dai sistemi di distanziatori a doppia guarnizione convenzionali, con il butile applicato sulle spalle rialzate, in questo caso la guarnizione di butile con il passare del tempo non riesce ad a orare alla super cie visibile del distanziatore, e nemmeno ad assottigliarsi a un livello tale da perdere la sua funzione di ritenzione del gas. I miglioramenti di qualità garantiti dall'applicazione robotizzata a pistola in linea e just-in-time del butile tuttavia non si fermano qui. Per esempio un ulteriore miglioramento sarebbe l'applicazione della guarnizione primaria in butile PIB nei due gradini d'angolo, in corrispondenza dell'interfaccia con il vetro, alla medesima temperatura ottimale di riscaldamento. I miglioramenti citati vanno tutti a favore della qualità del vetrocamera in termini di risparmio energetico e protezione dell'ambiente. Per la prima volta è possibile realizzare anche vetrocamera commerciali a dabili con doppia guarnizione in silicone, con coating ad alte prestazioni e camera riempita con argon. Tutto ciò grazie all'estrusione automatizzata in linea e just-in-time della guarnizione in butile che stabilisce nuovi standard in fatto di qualità delle vetrocamere. Ora anche con l'alternativa dell'applicazione del butile con pistola robotizzata. ■
Foto: Fig. 1: Sezione di un distanziatore metallico tradizionale a doppia guarnizione Fig. 2: Vista di una linea automatizzata di produzione vetrocamera con unità separata per la preparazione di telaietti distanziatori angolari Fig. 3: Linea TriSeal TSS, con estrusione o applicazione a pistola robotizzata Online della guarnizione in butile
Foto: Fig. 4: Sezione di distanziatori Super Spacer TriSeal Fig. 5: Il distanziatore TSS Super Spacer TriSeal si adatta ai movimenti e alla dilatazione del vetrocamera.
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