Come documentare il prodotto industriale nell’era della globalizzazione.
di Stefano Tornincasa
È in atto una ulteriore rivoluzione nella documentazione del prodotto, cioè il passaggio dalla quotatura geometrica alla quotatura degli errori. In sostanza, oggi la quotatura completa della geometria di un componente potrebbe essere un’operazione inutile e senza senso, soprattutto per questi motivi:
- la quotatura dovrebbe definire in modo corretto la forma geometrica del pezzo in tutti i suoi dettagli ai fini della fabbricazione, del montaggio o del controllo dei pezzi, ma le quote nominali sono già tutte contenute nel modello CAD: perché bisogna quotare i disegni?
- Seguendo i principi generali delle norme ISO GPS (in particolare la ISO 17450-1). l’obiettivo del progettista non è più la quotatura geometrica, ma la definizione delle zone di errore entro le quali il pezzo reale deve esistere per mantenere la sua funzione e per essere accoppiato con gli altri componenti.
- Con l’uscita della nuova normativa ISO 22081 del 2021 è possibile definire le tolleranze generali come valori fissi o variabili, con la possibilità di inserire nel disegno un numero minore di annotazioni e rendendo più semplice il dimensionamento funzionale.
In definitiva, le quote hanno lo scopo principale di orientare e localizzare le zone di tolleranza di tipo geometrico, e sono teoricamente esatte, cioè riquadrate. Inoltre, in accordo con la ISO 14405-2, le tolleranze dimensionali devono essere applicate esclusivamente su elementi dotati di una “size” e accoppiabili, come fori, alberi, scanalature.
Si consideri il caso del complessivo di figura 1, in cui il componente cerchiato deve essere montato con 4 viti mordenti, utilizzando il perno centrale come riferimento. In questo caso, è abbastanza semplice definire i datum funzionali e impostare due diverse tipologie di quotatura (fig. 2):
- Quotatura tradizionale (definita a coordinate) in cui i datum sono definiti in modo implicito con tolleranze dimensionali su ogni tipo di quote (dimensioni e distanze). In questo caso il componente può essere fabbricato senza alcun problema, soprattutto perché le macchine utensili hanno raggiunto livelli di precisione molto elevati. Purtroppo, il componente non potrà essere verificato in modo corretto, poiché il sistema di quotatura adottato non consente la verifica in maniera univoca e ripetibile per ottenere dei giudizi di conformità.
- Quotatura funzionale, cioè un nuovo linguaggio convenzionale per esprimere e trasmettere i requisiti funzionali dei prodotti, allo scopo di garantirne la piena funzionalità, affidabilità e verificabilità. Il concetto fondamentale della progettazione funzionale è che gli elementi reali del pezzo devono trovarsi in un intorno della loro localizzazione teorica (quella del pezzo ideale), definita con quote riquadrate, ricavabili anche dal file CAD. In questo caso il componente si può fabbricare e verificare.
Pertanto, l’obiettivo del disegno rimane ancora la fabbricazione, ma lo scopo della quotatura è soprattutto il controllo, fondamentale ai fini della verifica dei requisiti funzionali, evitando di quotare i pezzi come in figura 3.
In figura 4 è mostrato un altro esempio di quotatura tradizionale di una piastrina la cui produzione è possibile, ma non la successiva verifica, che può condurre a criteri di accettazione non oggettivi.
La quotatura corretta è riportata nella figura 5: il disegno definisce il pezzo perfetto e specifica però per ogni elemento le zone di errore, con i valori limite massimi consentiti per i quali la funzione viene comunque garantita. Queste zone devono essere orientate e localizzate con quote teoricamente esatte e questa costituisce la citata quotatura degli errori.
La versione semplificata della quotatura è riportata nella figura 6, dove viene sfruttata la potenzialità della ISO 22081 per le tolleranze generali dimensionali e geometriche.
Questa metodologia rivoluziona la documentazione tecnica del prodotto industriale, cioè il passaggio dalla quotatura geometrica alla quotatura degli errori.
