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Sviluppo di un sistema a microonde in grado di monitorare il processo di essiccazione di forme ceram

Acronym HF-CRMC

Abstract Il progetto mira allo sviluppo di un sistema di misura d'umidità non invasivo per forme ceramiche, basato su un sensore a microonde che rileva l?umidità. Precicast SA, leader a livello mondiale nel settore della fusione di precisione, nonchè società cliente di GFG, è interessata all'utilizzo immediato del sensore e disposta a seguire attivamente lo sviluppo del presente progetto. Essa conferma che non esiste attualmente un sistema non invasivo in grado di determinare l?umidità effettiva del materiale in profondità. Finora le aziende attive in questo settore (come la Precicast), non disponendo di una strumentazione di misura adeguata, non regolano i tempi di essiccazione basandosi su misure di caratterizzazione delle forme ma sono costrette ad applicare criteri molto conservativi, basati su delle stime empiriche dei tempi minimi di essiccazione. Tali tempi di essiccazione risultano così essere sovradimensionati almeno del 20-30% rispetto al reale tempo necessario, diminuendo di conseguenza il rendimento produttivo della catena e provocando inutili costi supplementari. Occorre sottolineare che la ditta GFG collabora da anni con ditte del settore ceramico, fra le quali appunto anche con la Precicast, e può quindi vantare una approfondita conoscenza delle esigenze di queste aziende: la determinazione dello stato di essiccazione del pezzo rimane uno dei problemi ancora da risolvere e rappresenta un aspetto importante per la buona riuscita della fusione (formazione di crepe nel modello e conseguenti difetti nel pezzo fuso). La soluzione attuale per determinare l?umidità del pezzo, offre la possibilità di effettuare delle misurazioni di regola sulla superficie del pezzo con dei sensori a contatto e infrarossi (IR). Il valore di umidità letto con questa modalità risulta essere molto approssimativo e permette solo una misura dell'umidità in superficie: quella presente negli strati sottostanti può solo essere grossolanamente stimata. Perciò una soluzione come quella prospettata risulterebbe molto interessante per chi realizza prodotti finali in ceramica oppure usa forme in ceramica per la produzione, cioè a parete spessa. Attraverso informazioni raccolte da istituti tecnici del settore ceramiche (ISTEC ? CNR) è confermato che un dispositivo di misura che determina l?umidità sotto la superficie non è attualmente in fase di sviluppo. Si può quindi affermare che oggi non esistono sistemi di misura non invasivi di facile utilizzo e in grado di effettuare una misura in tempo reale per determinare l'umidità del materiale in profondità. Il sistema di misura proposto in questo progetto rappresenterebbe pertanto una grossa novità tecnologica applicabile subito per risolvere una necessità importante dell?industria dando una risposta concreta a questa problematica, tenendo in dovuta considerazione le esigenze di tutte queste aziende. Per la Precicast, partner "end-user" per il progetto e primo collaudatore e utilizzatore del sistema di misura, uno dei requisiti principali del sensore è che questo possa essere reso operativo senza richiedere troppi interventi sui sistemi di automazione esistenti o addirittura imporne dei nuovi. Il sistema di misura permetterà inizialmente quindi una precaratterizzazione mirata di ogni pezzo in fase di lavorazione: sulla base di questa pre-caratterizzazione sarà possibile estrapolare i tempi effettivi d?essiccazione da applicare all?intera linea di produzione per quella famiglia di pezzi. Tali tempi potranno anche essere appunto riverificati in modo ripetitivo in linea o fuori dalla linea. In futuro, in una prima fase, si potrà adattare il metodo alle linee di essiccazione esistenti, senza richiedere sostanziali interventi di modifica, cioè misurando ogni pezzo al suo passaggio e registrando i valori d?umidità del pezzo in funzione del tempo. In questo caso la caratterizzazione avverrà in continuo e il tempo di essiccazione potrà essere aggiornato costantemente.

SUPSI Organisations Involved Department of Innovative Technologies
Laboratory for Telecom Telemetry and High Frequency

People involved Loredano Tognetti, Tommaso Pagani, Giovanni Furia, Damiano Pellegrini, Thomas Bartesaghi

Managers Andrea Salvadè

Date of Project Start 1 January 2006

Date of Project Completion 31 December 2009

 
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