Lavorazione di tubi fuori standard: un decennio all’insegna della sfida alle convenzioni

A dieci anni dall’acquisizione di Timeless Tube, l’amministratore delegato Tom McMillan riflette su alcuni dei progetti che hanno ampliato i confini di ciò che si riteneva possibile — e sul motivo per cui mettere in discussione i preconcetti può essere fondamentale in questo processo.

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Di Tom McMillan, amministratore delegato di Timeless Tube

Quando ho acquisito Timeless Tube, l’azienda vantava già oltre 25 anni di esperienza specialistica nella lavorazione dei tubi. Negli ultimi dieci anni abbiamo consolidato questo patrimonio: nuovi profili, capacità produttive ampliate e applicazioni che non avremmo mai potuto prevedere.

Ciò che mi interessa di più sono le richieste che partono da qualcuno che chiede qualcosa che non si può acquistare facilmente — o qualcosa che non siamo del tutto sicuri di poter realizzare. Alcuni dei nostri lavori più interessanti sono nati proprio dal mettere alla prova un’idea che sembrava difficile o improbabile, per poi scoprire che quel limite percepito non era affatto un limite.

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"Non l'abbiamo mai fatto prima" non significa che non si possa fare

L'esperienza ingegneristica è preziosa, ma può anche portare ad avere idee preconcette su ciò che funzionerà e ciò che non funzionerà. Ho imparato a mettere in discussione le mie stesse aspettative.

Di fronte ad alcune richieste, la mia prima reazione è: “Non sono sicuro che possiamo farlo”. A volte ci proviamo e scopriamo di aver avuto ragione: i materiali non sempre si comportano come vorremmo, e i tubi, quando li spingiamo al limite, possono deformarsi, piegarsi o incurvarsi. Ma a volte rimaniamo piacevolmente sorpresi.

Un esempio è rappresentato dallo studio di design statunitense Unform Studio, specializzato in illuminazione e arredamento, e dalla sua lampada scultorea realizzata su commissione utilizzando uno dei nostri tubi ovali a pareti piatte più grandi. Il tubo richiedeva il taglio di sezioni di notevoli dimensioni dalle sue pareti per ospitare l’illuminazione a LED. L’acciaio inossidabile possiede un’elasticità intrinseca, pertanto non potevamo essere certi di come si sarebbe comportato il tubo con sezioni così ampie tagliate al laser dalle sue pareti.

Ma il tubo ha resistito bene e il componente così ottenuto è diventato parte integrante di un prodotto finito di grande effetto. Il nostro esperimento ha dimostrato che è possibile tagliare con successo al laser sezioni dalla superficie esterna di altri tubi sagomati, consentendo l’integrazione di aperture, elementi di fissaggio o accessori.

È questo che mi piace delle richieste insolite: non si limitano a mettere alla prova ciò che sei in grado di realizzare per un cliente, ma a volte ampliano anche le possibilità di ciò che potrai realizzare per il prossimo.

Le linee guida di progettazione non rappresentano necessariamente dei limiti di produzione

Esistono validi motivi alla base delle linee guida di progettazione. Per i tubi ellittici e ovali a lati piatti, in genere raccomandiamo un rapporto tra asse maggiore e asse minore di circa 2:1. Man mano che i profili dei tubi diventano più larghi e piatti, il tubo può deformarsi, incresparsi o addirittura collassare. Tuttavia, non esiste un unico valore che ne definisca il limite. Abbiamo realizzato con successo tubi con un rapporto superiore a 5:1.

Il diametro iniziale, lo spessore della parete, il tipo di materiale e il cordone di saldatura sono tutti fattori determinanti. Le nostre linee guida rappresentano un punto di partenza ragionevole, non un limite rigido. Quando un cliente richiede un profilo che esula dalle nostre proporzioni standard, valutiamo il materiale e l’applicazione e, se del caso, effettuiamo delle prove. A volte riusciamo a spingerci oltre i limiti previsti in termini di geometria.

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La qualità del profilo finito dipende interamente dalla qualità del tubo tondo di partenza

Realizziamo i nostri tubi partendo da tubi tondi disponibili in commercio, utilizzando un processo di formatura a freddo. Tuttavia, la qualità e l’uniformità di questo materiale di partenza rivestono un’importanza fondamentale: lo spessore della parete, l’uniformità dimensionale, le condizioni del materiale e, in particolare nel caso dei tubi saldati, la qualità e la posizione del cordone di saldatura, sono tutti fattori che influenzano la prevedibilità del processo di formatura del tubo.

Possiamo accettare tubi tondi forniti gratuitamente qualora un cliente o un fornitore abbia già accesso a una determinata qualità o provenienza, ma dobbiamo sempre verificare che siano idonei alla formatura.

Comprendere l’applicazione, non solo il disegno

Sapere come verrà utilizzato il tubo può essere per noi importante quanto conoscerne le dimensioni. Non tutte le dimensioni hanno la stessa importanza. Potrebbe essere necessario rispettare con precisione l’asse maggiore, mentre sull’asse minore si potrebbe avere maggiore flessibilità; saperlo in anticipo ci consente di adattare gli utensili e il processo per soddisfare la dimensione che conta davvero. E se il nostro tubo deve inserirsi all’interno di un altro componente, la larghezza e l’altezza complessive non sono sufficienti: sono i raggi degli angoli e la geometria di accoppiamento a determinare se due parti “compatibili” possono essere assemblate.

Quando i clienti ci inviano il componente da accoppiare, ciò ci consente di regolare il tubo durante la produzione per garantire un perfetto accoppiamento. Abbiamo applicato questa procedura alle maniglie a barra per le uscite di emergenza e a componenti aerospaziali di vecchia generazione.

Tolleranze più strette non sono automaticamente migliori

Ho anche imparato a mettere in discussione le tolleranze, anziché limitarmi ad accettare acriticamente ogni valore indicato su un disegno. A volte ci viene chiesto di applicare tolleranze molto più strette di quanto richiesto dall’applicazione stessa — talvolta ereditate dalle impostazioni predefinite del CAD o da un modello standard, piuttosto che frutto di una scelta deliberata.

La precisione ha un costo. Il rispetto di una tolleranza inutilmente ristretta comporta un aumento dei tempi di lavorazione, fabbricazione, ispezione e produzione senza migliorare in alcun modo le prestazioni del componente. Un colloquio con il team tecnico del cliente può aiutare a stabilire quali dimensioni siano realmente critiche. L’obiettivo non è quello di produrre secondo la tolleranza più stretta teoricamente raggiungibile, bensì di garantire una precisione sufficiente per lo scopo previsto del componente.

I tubi sagomati non sono solo una questione di estetica

Quando ho acquistato l’azienda, i nostri profili venivano spesso definiti “tubi ornamentali” o “tubi decorativi”. L’estetica è uno dei motivi fondamentali per cui le persone scelgono i nostri tubi, ma questi termini non rendono giustizia alle loro reali potenzialità. I nostri profili vengono scelti anche per il trasferimento termico ad alte prestazioni, i macchinari per la produzione alimentare, i sistemi automobilistici… una vasta gamma di applicazioni tecniche e meccaniche. Il tubo ovale a sezione piatta rappresenta una forma particolarmente efficiente in termini di ingombro per ingegneri e progettisti di prodotto, non solo un elemento di stile.

La produzione dei tubi non circolari può risultare meno costosa rispetto a quella dei tubi circolari

Il nostro tubo sarà sempre più costoso rispetto ai tubi tondi disponibili in commercio a causa del processo di formatura aggiuntivo. Tuttavia, diversi progetti realizzati per i nostri clienti hanno dimostrato come un profilo sagomato possa ripagare tale costo nel lungo periodo, se si tiene conto dei costi di lavorazione.

In un assemblaggio realizzato con un tubo ovale molto piatto, abbiamo pressato insieme le estremità del tubo e praticato un foro per la vite che attraversa direttamente entrambi i tubi, eliminando la necessità di ulteriori elementi di fissaggio. Il tubo ovale a sezione piatta presenta inoltre un'impressionante resistenza alla flessione quando è orientato lungo il proprio asse minore, consentendo campate non sostenute più lunghe nelle ringhiere, con un minor numero di elementi di fissaggio e supporti necessari.

Ora possiamo realizzare un tubo ovale a pareti piatte di dimensioni molto maggiori, ricavato da un tubo con diametro esterno di 8", dotato di un'ampia sezione cava in grado di ospitare componenti elettronici e di altro tipo. Le sue superfici possono ospitare comodamente un touchpad o un'unità di controllo. Questo grande tubo FSO in acciaio inossidabile offre ai produttori una forma che ottimizza lo spazio e richiede un numero inferiore di elementi di fissaggio.  

Il costo del tubo rappresenta solo una voce del costo totale di un componente. Il minor numero di elementi di fissaggio, di supporti e di tempo di assemblaggio può compensare l'esborso iniziale.

C'è un divario tra ciò che è possibile realizzare e ciò che le persone sanno che è possibile realizzare

C'è ancora un divario considerevole tra ciò che è tecnicamente e commercialmente possibile realizzare con i tubi e ciò che il mercato ritiene disponibile. Incontriamo regolarmente progettisti, ingegneri e acquirenti che ritengono che, se un profilo non è disponibile a magazzino, produrlo comporti una lavorazione su misura e un ordine di grandi dimensioni. Non è così. Noi di Timeless Tube partiamo da tubi tondi disponibili in commercio e li deformiamo a freddo per ottenere un profilo non circolare: gli ordini possono variare da una singola lunghezza a migliaia di pezzi, consentendo al cliente di realizzare prototipi e testare una nuova geometria senza doversi impegnare in volumi di produzione.

Ciò che colpisce particolarmente è quanta varietà si possa ottenere da una gamma così ristretta di materiali standard. Quando recentemente abbiamo analizzato i nostri dati di produzione, il 72% dei tubi che abbiamo prodotto proveniva da soli cinque diametri esterni tondi: 19,05 mm, 25,4 mm, 31,8 mm, 38,1 mm e 50,8 mm. Queste cinque dimensioni di partenza sono state trasformate in profili ovali a lati piatti, ovali ellittici, quadrati arrotondati, a forma di D e altri ancora, utilizzati in settori industriali completamente diversi.

Per il settore del commercio dei metalli, questa rappresenta un’opportunità. È possibile che l’azionista stia già fornendo proprio il tubo tondo di cui abbiamo bisogno come materia prima. Potremmo già disporre degli utensili necessari per trasformarlo nel profilo richiesto dal cliente — o in un profilo di dimensioni simili che svolga la stessa funzione. E laddove non fosse così, possiamo valutare se sia fattibile sviluppare un nuovo profilo. Un commerciante non ha bisogno di tenere in magazzino centinaia di profili specializzati per metterli a disposizione dei clienti; ciò di cui ha bisogno è un collegamento tra il materiale che già circola nella catena di approvvigionamento e la capacità produttiva necessaria per lavorarlo.

Dopo dieci anni, ciò che mi sorprende è quanti potenziali clienti non sappiano ancora che possiamo lavorare in questo modo. Ciò significa che, proprio in questo momento, nel settore metallurgico si stanno perdendo richieste che potrebbero tradursi in opportunità commerciali per tutti noi.

Progettazione accessibile e approccio incentrato sull'utente

Riconosco senza esitazione che l’innovazione di Timeless Tube è merito dei clienti che pongono domande invece di accontentarsi del tubo circolare standard.

Credo che il design accessibile sia uno dei settori in cui questo approccio critico riveste maggiore importanza e in cui mi piacerebbe vederlo applicato maggiormente nel prossimo decennio.

Uno dei migliori esempi a cui abbiamo collaborato è un progetto dello studio GKV Architects, che ha scelto il nostro corrimano ovale per un centro infantile pubblico a New York. I corrimano sono stati installati a due diverse altezze, con dimensioni diverse a seconda che fossero destinati a bambini o adulti. Il corrimano a tubo circolare, che è di fatto lo standard negli spazi pubblici, non è facile da afferrare quanto un profilo ovale. Ma GKV non si è limitata a discostarsi dallo standard: ha costruito il progetto intorno a due tipi di mani molto diverse che utilizzano la stessa scala.

Abbiamo riscontrato lo stesso approccio anche più vicino a casa nostra, con una struttura ovale a lati piatti per un chiosco interattivo accessibile all’aeroporto John Lennon di Liverpool, che è stata inclinata per garantire un accesso migliorato agli utenti su sedia a rotelle. Il profilo a sezione ovale a pareti piatte, oltre ad essere più facile da montare rispetto a un tubo tondo, è stato scelto anche perché non sporgeva nello spazio circostante come farebbe una sezione circolare, rendendolo un design più accogliente per gli utenti in sedia a rotelle. Il tubo ovale a pareti piatte è stato scelto perché qualcuno ha pensato a come sarebbe stato utilizzato l’oggetto e da lì ha lavorato a ritroso.

Mi piacerebbe vedere questo approccio incentrato sull’utente applicato maggiormente all’architettura urbana, ad esempio a dissuasori, pali e arredo urbano. I tubi utilizzati in queste applicazioni sono spesso di forma circolare più per abitudine che per scelta progettuale. Un approccio progettuale incentrato sull’utente mette al primo posto le persone e le loro esigenze e spesso prevede di testare le idee con gli utenti stessi, affinché le soluzioni si adattino davvero alla loro vita quotidiana. Il nostro processo funziona bene per questo tipo di prototipazione, poiché il nostro processo di produzione flessibile ci consente di effettuare iterazioni con relativa facilità.

A dieci anni dall'inizio, questo è il modello che voglio continuare a incoraggiare: clienti che ci sottopongono un problema e ci chiedono di capire se esiste una soluzione migliore per quel lavoro. È così che nascono molti dei progetti migliori."

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Tom McMillan, Amministratore delegato, Timeless Tube

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