Cos’è l’assemblaggio

Con il termine ‘assemblaggio’ si intende quel complesso di operazioni necessarie a mettere insieme le parti precostruite di macchinari e apparecchiature, manufatti e prodotti destinati al mercato.

L’assemblaggio è, dunque, una fase importante e delicata del procedimento costruttivo, richiedendo investimenti in termini di tempo e risorse.

Si pensi, ad esempio, ad una normalissima autovettura di medie dimensioni. Sono almeno 1.500 le parti principali, che arrivano a più di 6.000 contando anche la minuteria. In casi simili, il processo di assemblaggio si configura come una grande coreografia moderna, lungo un palcoscenico di montaggio di oltre 2 chilometri, con centinaia di addetti e decine di robot a muoversi al suo interno.

In tali situazioni, ma non solo, la ricerca di soluzioni semplici ed efficienti per l’assemblaggio riesce a fare davvero la differenza. 

Design for Assembly

La progettazione in questo senso di certo aiuta, tanto da aver coniato il concetto specifico del Design for Assembly (DFA). 

Il progettare per l’assemblaggio pone l’attenzione sulla necessità per un prodotto di contenere il minor numero possibile di parti. In presenza di un numero ridotto di componenti, infatti, è più facile assemblare un prodotto. Inoltre, si risparmia tempo e i costi si contraggono.

Per questo, innanzitutto è utile l’inserimento di inserti, incastri, spine ed innesti già nei disegni costruttivi. Questi fissaggi per forma si aggiungono (e talvolta sostituiscono) alle tante soluzioni mediante bullonatura, rivettatura o saldatura. 

Ma per un assemblaggio efficace, più rapido ed economico rispetto ai procedimenti "tradizionali", è l‘incollaggio a risultare la soluzione che meglio si adatta alle applicazioni più diverse. Ne è una chiara evidenza, ad esempio, l’impiego sempre più decisivo già in fase di prototipazione.

Adesivi e prototipazione rapida

La progettazione moderna tende a ricorrere sempre più spesso alla prototipazione rapida. 

Questo strumento consente ai progettisti di avere rapidamente tra le mani prototipi funzionali e procedere così alla revisione dei modelli. La prototipazione rapida utilizza tecniche laser di stampa tridimensionale, consentendo di produrre più velocemente e a costi relativamente contenuti geometrie più complesse. 

Tuttavia, molte di queste stampanti hanno volumi di lavoro piuttosto contenuti, non riuscendo quindi a produrre particolari di grandi dimensioni. Gli adesivi risolvono innanzitutto questo problema in quanto permettono di suddividere i componenti in sezioni, fissate poi in modo semplice e robusto. 

Gli incollaggi consentono, inoltre, di rendere il processo di stampa più rapido ed efficiente. Si riduce, infatti, il tempo necessario al processo, come anche il materiale di supporto con effetti significativi sui costi. 

Assemblaggio mediante saldatura a freddo

Ed è forse proprio l’incollaggio ad avere aperto la strada ad un’altra tecnica di fissaggio che si sta dimostrando particolarmente interessante: la saldatura a freddo. 

Si tratta di un processo di giunzione che vede la diffusione di materiale tra le due componenti da unire, in assenza di calore. Il processo avviene, infatti, attraverso l’applicazione di una pressione in ambiente controllato che ha lo scopo di favorire l’adesione tra gli atomi delle due superfici a contatto. 

La saldatura a freddo è nata in ambito aerospaziale, utilizzata soprattutto per unire metalli. Oggi si sta però diffondendo in molti altri settori, includendo in particolare le plastiche che meglio reagiscono a questo tipo di assemblaggio. In tal caso, appositi solventi possono favorire l’adesione superficiale. 

I vantaggi degli adesivi per l’assemblaggio

I vantaggi degli adesivi in ambito industriale sono molteplici e trasversali:

• migliorano l'estetica dell’assemblaggio restando praticamente invisibili
• assicurano prestazioni di prodotto eccellenti, ad esempio, in termini di riduzione di vibrazioni, sollecitazioni e rumore
• se necessario e previsto, permettono di disassemblare il manufatto per intervenire sulle singole parti grazie all’applicazione controllata di calore.

L’incollaggio rappresenta, altresì, la scelta più semplice ed efficace per abbattere il lead time di produzione. Tempi e costi delle operazioni si riducono anche in modo significativo quando l’incollaggio sostituisce altre tecniche di fissaggio come la saldatura. 

Scompaiono, ad esempio, le fasi di rifinitura delle saldature, come anche tutte le problematiche di controllo di qualità relative ai fissaggi meccanici. Non solo consente di aumentare la velocità di processo, ma anche di ridurre gli investimenti legati agli impianti, limitare il fabbisogno energetico ed incrementare la sicurezza dell’ambiente di lavoro. 

Gli adesivi nell’assemblaggio dei metalli

Adattabili ai materiali più diversi, è nell’assemblaggio dei metalli che gli adesivi offrono vantaggi davvero esclusivi. 

Hanno innanzitutto la capacità di unire parti meccaniche o strutturali senza applicare calore e senza modificare chimicamente il materiale di base. Si evita così di introdurre stress termici e deformazioni geometriche nei materiali mantenendo inalterate le superfici di partenza. Permettono poi di distribuire in modo uniforme gli sforzi di adesione sull’intera superficie di giunzione ottimizzando il fissaggio. Per lo stesso motivo si riduce il peso della giunzione e si sigilla la zona di contatto evitando perdite o trafilamenti. 

A tutto questo si aggiunge la possibilità di unire materiali difficili da saldare (quali leghe di alluminio ad alta resistenza e superleghe base nickel e base cobalto) come anche materiali differenti tra loro (giunzioni eterogenee). In questo ultimo caso, riduce il rischio di corrosione galvanica, pur garantendo elevata resistenza meccanica e stabilità chimica.

Assemblaggio ecosostenibile

Se il prodotto è progettato prestando attenzione per le diverse fasi di assemblaggio, l’utilizzo di adesivi riesce a minimizzare gli sprechi. Grazie ad apposite colle, infatti, le varie parti possono essere incollate con estrema facilità e con chiari vantaggi in termini di energia e materiali. Di solito, quello che si osserva immediatamente è una netta riduzione degli scarti di lavorazione. 

L'incollaggio diventa quindi una scelta ecosostenibile, particolarmente importante per chiunque sia interessato ad adottare i concetti di design sostenibile. 

Ma non è tutto. A patto di scegliere sempre l’adesivo giusto, l'incollaggio non presenta, ad esempio, controindicazioni per quanto riguarda la possibilità di unire materiali riciclati oppure naturali. 

Risulta quindi un alleato prezioso per lo sviluppo di progetti e processi più rispettosi dell’ambiente, con vantaggi per l’immagine stessa di prodotto. A questo proposito, va notato come risultino sempre più apprezzati gli adesivi a base naturale, tra cui i più diffusi sono le colle a base di cellulosa o amido che vanno ad affiancarsi alle colle a base gomma naturale, già piuttosto comuni.

Conclusioni

La capacità di unire parti diverse con facilità ha rivoluzionato il modo stesso di progettare e produrre. 

Infatti, è possibile pensare a sistemi complessi, per poi scomporli e ricomporli. Per ciascuna di queste parti può essere deciso il materiale costruttivo più adatto, la tecnologia produttiva più efficace, sempre sicuri di poter unire poi il tutto in un assemblato robusto e funzionale. 

In questo processo di assemblaggio, gli adesivi rappresentano la scelta più conveniente. Gli adesivi determinano procedimenti semplici ed economici, connessioni robuste e durature, efficaci ed efficienti. Consentono inoltre di essere moderni e attenti all’ambiente.

Ma il risultato è garantito solo dalla scelta dell’adesivo specifico da utilizzare per ogni occasione. A questo scopo, i servizi di consulenza di Loctite offrono un servizio di assistenza ed indirizzano verso l’adesivo perfetto per ciascuna tipologia di assemblaggio.