Analisi dei consumi energetici di macchine per deformazione plastica

Machine tool industry, despite this period of economic crisis, is a cornerstone of the global and Italian economy with constantly growing budgets and production numbers. Considering the great importance and presence in the market, machine tools have been included by the European Commission in the Eco-design Directive for Energy-using Products, 2009/125/EC, which defines a framework of standards that manufacturers of energy consuming devices must follow in order to increase energy efficiency and reduce the negative environmental impact of its products. Therefore comes the need for producers’ associations and regulatory institutions to measure and establish consumption in a precise and structured manner. In this thesis we analyze the draft of standard ISO/WD 14955, which aims to develop eco-design standards from the energy assessment of a machine tool during its “use phase”; starting from this basis, we will perform a similar analysis on forming machines and, in particular, on tube bending machines and blanking presses. For both the machines we tests an hydraulic operated system machine and a fully electric one. These two different types of drive system are the most popular on the market and in production companies of mechanical components obtained by plastic deformation. The main purpose of this work is to establish a comparison between the two bending machines and the two presses, as well as compare the general consumption of the machine, their components and functions. To conduct this analysis we avail on machines installed in a production company and in testing phase by the manufacturer; data will be acquired during the working phase with characteristics as homogeneous as possible. The results of this analysis lead to important considerations on the method proposed and an initial energy assessment of the machines tested.

Il settore macchine utensili, nonostante il periodo di crisi economica che si sta attraversando, rappresenta uno dei cardini dell'economia mondiale e italiana con bilanci generali e numeri produttivi in costante crescita. Visto la notevole importanza e presenza sul mercato, le macchine utensili sono state inquadrate dalla Commissione Europea nella “Direttiva per la progettazione ecocompatibile di prodotti che consumano energia” (Eco-design Directive for Energy-using Products, 2009/125/EC) che definisce un quadro normativo generale a cui i produttori di dispositivi che consumano energia dovranno attenersi per incrementare l’efficienza energetica e ridurre l’impatto ambientale negativo dei propri prodotti. Da questo nasce l’esigenza da associazioni di produttori ed enti di normativa di poter misurare e stabilire il consumo in maniera precisa e strutturata. Nello svolgimento della tesi viene esaminata la bozza della norma ISO/WD 14955, in fase di stesura, che ha lo scopo di sviluppare standard di eco-design dallo studio energetico di una macchina utensile durante la sua fase d’uso; partendo da questa base si esegue un’analisi di consumo su macchine per deformazione plastica e in particolare vengono prese in esame le curvatubi e le presse per tranciatura. Per entrambe le tipologie di macchine si esamina una tipologia con funzionamento principale idraulico ed una completamente elettrica. Si analizzano questi due tipi di asservimenti diversi in quanto i più diffusi in commercio e di largo consumo nelle aziende atte alla produzione di componenti ottenuti per deformazione plastica. Lo scopo principale dell'elaborato è quello di stabilire un confronto tra le due curvatubi e le due presse e paragonare tra loro i consumi delle macchine stesse così come dei gruppi e delle funzioni che le caratterizzano. Per svolgere tali analisi si usufruirà di macchine istallate in azienda e macchine in fase di collaudo in azienda produttrice; per quanto attuabile i dati saranno acquisiti da lavorazioni con caratteristiche il più possibile omogenee. I risultati dell’analisi portano ad importanti considerazioni sul metodo proposto e a una prima valutazione energetica delle macchine esaminate.