Servotecnica Slip Ring Spotlights: Durata e Usura con Matteo Bonvicino

Bentornati a Servotecnica Slip Ring Spotlights, la nostra serie di interviste che offre uno sguardo dietro le quinte alle persone che guidano l’innovazione nella tecnologia dei collettori rotanti in Servotecnica. In questa edizione incontriamo Matteo Bonvicino, del reparto Assemblaggio e Qualità di Servotecnica, per parlare di durata e usura dei collettori rotanti. Analizzeremo come Servotecnica garantisce una lunga vita operativa dei propri slip ring attraverso un’attenta scelta dei materiali, strategie di progettazione mirate e test rigorosi. Sfateremo inoltre alcuni luoghi comuni su usura e manutenzione, attingendo all’esperienza di Matteo nello sviluppo di soluzioni per slip ring a lunga durata.

D: Grazie per essere con noi, Matteo. Per iniziare, puoi raccontarci qualcosa del tuo background e del tuo ruolo in Servotecnica?

R: Certamente. Faccio parte del team di ingegneria di Servotecnica da oltre 15 anni e lavoro sui collettori rotanti. Nel tempo il mio ruolo si è ampliato includendo la valutazione dei compromessi prestazionali, l’analisi dei fenomeni di usura e il supporto allo sviluppo di soluzioni a lunga durata. Mi concentro sul miglioramento continuo delle prestazioni e dell’affidabilità dei nostri prodotti, ad esempio sperimentando diversi materiali di contatto o ottimizzando il design delle spazzole per aumentarne la durata. È un ambito affascinante, perché anche piccoli miglioramenti progettuali possono avere un grande impatto sulla longevità di uno slip ring.

Collaboro strettamente con i progettisti e i laboratori di test per garantire che la durabilità sia integrata nel prodotto fin dall’inizio. Una parte importante del mio lavoro consiste nel bilanciare i compromessi: ottenere lunga durata e alta affidabilità senza compromettere dimensioni o funzionalità richieste dall’applicazione del cliente. È particolarmente gratificante vedere slip ring funzionare senza manutenzione sul campo per lunghi periodi.

D: Il tema di questa intervista è la durata e l’usura degli slip ring. Perché questi aspetti sono così critici e quali fattori influenzano la vita utile di uno slip ring?

R: Avere una buona durata è assolutamente fondamentale. La vita operativa di uno slip ring influisce direttamente sull’affidabilità dell’intero sistema. Un’usura prematura può causare fermi macchina o interventi di manutenzione per il cliente, quindi dal punto di vista ingegneristico è essenziale progettare correttamente. Molti sistemi avanzati, dalle macchine industriali ai sensori rotanti, si basano sugli slip ring come componente chiave. Garantire una lunga durata senza problemi è quindi una priorità assoluta.

I fattori che influenzano la durata sono diversi. I materiali sono fondamentali: utilizziamo materiali di alta qualità e resistenti all’usura per spazzole e anelli, in modo da ridurre il degrado dell’interfaccia di contatto. Anche la qualità produttiva è determinante: lavorazioni di precisione e tolleranze strette riducono l’usura nel tempo. Controlliamo attentamente allineamento e finitura superficiale. Anche la pressione delle spazzole è calibrata con precisione: deve garantire un contatto costante senza generare attrito eccessivo. Progettando con cura forza di contatto e allineamento, riduciamo l’usura superflua e assicuriamo un contatto elettrico affidabile.

Le condizioni operative giocano inoltre un ruolo cruciale. Uno slip ring progettato per ambienti puliti a temperatura ambiente si comporterà diversamente rispetto a uno installato in un ambiente caldo, polveroso o soggetto a vibrazioni. Temperature estreme, umidità elevata, polveri o agenti chimici corrosivi possono accelerare l’usura se il prodotto non è progettato per tali condizioni. Anche il tipo di utilizzo – rotazione continua ad alta velocità, cicli frequenti di avvio/arresto o carichi elettrici elevati – introduce sollecitazioni meccaniche ed elettriche. Per questo in Servotecnica analizziamo sempre l’applicazione specifica e adattiamo il design dello slip ring. In sintesi, massimizzare la durata significa scegliere i materiali giusti, costruire con precisione e adattare il progetto all’ambiente operativo.

D: Quali sono le cause dell’usura degli slip ring nel tempo? Puoi spiegare i meccanismi di usura all’interfaccia di contatto?

R: A livello base, l’usura deriva dall’attrito e dalle sollecitazioni di contatto tra spazzole e anelli. In uno slip ring elettrico, una o più spazzole scorrono continuamente sulla superficie di un anello rotante. Ogni rotazione genera attrito che, nel tempo, porta a un lento asportamento di materiale. Questo è il principale meccanismo di usura. Possono verificarsi anche micro-archi elettrici se il contatto viene interrotto momentaneamente, ad esempio a causa di vibrazioni. Con una progettazione adeguata, questi effetti sono minimizzati.

I moderni design riducono notevolmente l’usura. Utilizziamo spesso spazzole multi-filamento, che distribuiscono il carico di contatto su molti punti. Ciò riduce l’usura per singolo contatto e aumenta notevolmente la durata. Le nostre spazzole multi-fibra hanno un attrito molto basso e producono pochissimi detriti rispetto alle tradizionali spazzole in carbonio. I contatti in lega d’oro su anelli dorati generano quantità trascurabili di residui e non richiedono lubrificazione, consentendo milioni di cicli senza manutenzione. Anche se l’attrito non può essere eliminato, una progettazione intelligente ne riduce drasticamente gli effetti.

D: Come verificate che uno slip ring raggiunga la durata prevista? Effettuate test specifici?

R: Prendiamo molto seriamente la validazione. Nei nostri laboratori eseguiamo test di vita operativa che prevedono milioni di rotazioni continue, simulando condizioni reali di utilizzo. Questo include velocità di rotazione, carichi elettrici e fattori ambientali. Abbiamo recentemente aggiornato le nostre strutture con camere climatiche avanzate. Al termine dei test, analizziamo l’usura e verifichiamo che le prestazioni restino conformi alle specifiche. Alcuni nostri slip ring ad alte prestazioni, come quelli della serie SVTS, possono raggiungere fino a 100 milioni di rotazioni. Se superano questi test intensivi, sappiamo che offriranno un’affidabilità eccezionale sul campo.

D: Esistono idee sbagliate comuni sulla durata o sull’usura degli slip ring?

R: Sì. Una delle più comuni è che gli slip ring siano sempre ad alta manutenzione. Questo deriva spesso da esperienze con modelli più datati. In realtà, gli slip ring moderni di alta qualità possono funzionare per anni senza alcun intervento. Un altro equivoco riguarda le specifiche di durata: i valori dichiarati sono spesso conservativi e dipendono dalle condizioni di test. Inoltre, non bisogna dimenticare elementi come cuscinetti e guarnizioni, che fanno parte del sistema complessivo. Oggi, se scelti correttamente, gli slip ring non sono affatto un punto debole.

D: Quali compromessi bisogna considerare quando si progetta uno slip ring per la massima longevità?

R: La longevità richiede un equilibrio attento. Materiali premium, migliori sigillature o circuiti ridondanti possono aumentare costi e dimensioni. Anche la forza di contatto deve essere ottimizzata: sufficiente per garantire affidabilità, ma non eccessiva da accelerare l’usura. Progettare uno slip ring a lunga durata significa ottimizzare l’intero sistema. Se queste priorità vengono definite fin dall’inizio, possiamo sviluppare soluzioni che funzionano senza manutenzione per molti anni, offrendo un valore che supera ampiamente il costo iniziale.