Non si tratta solo di stare al passo con i tempi. È che il mercato è cambiato; è che le regole sono diverse da quelle che erano in vigore poco tempo fa. L'azienda manifatturiera ha bisogno di produrre prodotti migliori, più innovativi ed efficienti che siano pronti per il mercato più velocemente. Stiamo assistendo, ad esempio, ad una continua riduzione del time-to-market. “L'emergere di articoli nuovi e sempre più migliorati, l'estensione e l'espansione delle linee, le continue revisioni e i continui miglioramenti, creano ulteriore pressione sulle aziende per mantenere un flusso costante di nuovi prodotti sul mercato. È assodato che qualsiasi ritardo in questo flusso porta a perdite di profitto sempre più consistenti” – si legge in un saggio (Nosa. FO Evbuomwan, “Design for time to market”).
La velocità è un fattore che influenza largamente le prestazioni di un'azienda manifatturiera. C'è bisogno di progettare prodotti che possano essere immessi sul mercato prima della concorrenza; e che presentano contenuti tecnologici sempre più ricchi, sempre più intelligenti per fare la differenza. È qui che si innesca tutto il tema dell'Industria 4.0, osservato dal punto di vista della meccanica: produzione additiva, cloud, big data, sensori, sicurezza e altro ancora. Quelle che il mercato sta disegnando e su cui l'azienda deve confrontarsi sono percorsi complessi. Ed è per questo che è nato il Centro Meccatronico di Rovereto. È il luogo dove è nato il business intelligente, dicono a Rovereto. Ed è qui che i laboratori avanzati vengono messi a disposizione delle aziende per supportarle nello sviluppo del prodotto. Il Trentino ha giocato la carta per lasciare alle aziende la possibilità di avvalersi del proprio patrimonio tecnologico dei centri di ricerca locali. Il cuore del Polo è il “Mechatronics Prototyping Facility”. Che qualche giorno fa ha svelato i suoi segreti. Come funziona?
Fai un passo indietro. Pochi mesi fa Industria Italiana ha divulgato il caso del Polo di Rovereto. Sia il progetto che gli attori si erano descritti. Perché è così: la Provincia Autonoma di Trento ha deciso di investire complessivamente circa 85 milioni di euro. Per un piano che coinvolga non solo il “braccio operativo” Trentino Sviluppo, ma anche le università e le associazioni industriali locali; e poi la “Fondazione Bruno Kessler”, la “G. Marconi” e il Centro di Formazione Professionale “G. Veronesi” di Rovereto; e infine l'acceleratore privato “Industrio Ventures” e il Comune di Rovereto. Insieme per dare vita ad un luogo dove le idee corrono veloci.
Ora c'è una novità nel programma delle crono: ProM, il laboratorio di ricerca e prototipazione, dal costo di 5 milioni di euro, è già operativo dai primi mesi del 2017. Quanto agli spazi, il Polo offre 13mila metri quadrati per l'area produttiva (due corpi su due livelli e fabbricati con strutture portanti in legno) e 4mila per gli uffici. Circa 35mila metri quadrati sono destinati all'ampliamento dell'area industriale (in pratica, per le aziende che si insedieranno; ndr), mentre 25mila sono riservati al polo scolastico. ProM occupa un'area di 1.500 metri quadrati.
Ma veniamo alla visita alla ProM Facility, definita «un centro di innovazione per ricercare, sperimentare, sviluppare prodotti innovativi, capaci di coniugare la meccanica tradizionale con i più moderni controlli elettronici, sensori e sistemi di prototipazione virtuale». ProM punta su macchinari all'avanguardia: "tra i tanti disponibili - afferma l'azienda - ci sono stampanti 3D in metallo e polimeri, una macchina taglio laser combinata per tubi e lamiere di diversi materiali, uno scanner 3D, un centro di fresatura in grado di combinare elaborazione additiva e sottrattiva, una linea di prototipazione semiautomatica di schede elettroniche, un manipolatore per la robotica cooperativa, un banco prova motori e un supercomputer per l'addestramento di reti neurali profonde e altro». il direttore Paolo Gregori, il responsabile scientifico Paolo Bosetti e il referente tecnico Amos Collini, già responsabile dei laboratori di prova della Fondazione Bruno Kessler.Il ricercatore Marco Roveri, anche lui della FBK (Fondazione Bruno Kessler), ha il compito specifico di sviluppare le ICT servizi per l'industria integrati con servizi di prototipazione meccanica ed elettronica.
Per Gregori “il laboratorio non offre solo servizi a prezzi di mercato alle aziende situate nel Centro di Meccatronica o fuori: ha infatti stipulato una convenzione con la Fondazione Bruno Kessler e l'Università di Trento per supportare, tra l'altro, due borse di dottorato all'anno.In questo modo, si realizzerà uno degli obiettivi della missione, che è quello di avvicinare i ricercatori all'azienda, con la possibilità di creare nuovi posti di lavoro altamente specializzati sui bisogni direttamente stimolati dalle aziende. sarà disponibile anche per stage e alternanza scuola-lavoro, così come le aziende potranno, anche grazie alla partecipazione diretta di Confindustria Trento, trovare occasioni di “formazione sul lavoro” utili per formare nuove competenze interne. tempo, FBK metterà a disposizione le competenze di ricercatori o tecnologi che popoleranno questa Facility dove le idee diventano realtà».
Bosetti ha ricordato che "Io, Gregori e Collini siamo stati incaricati di progettare la struttura nell'estate del 2015. La filosofia era quella di creare qualcosa che potesse aiutare le aziende ad avere accesso alle tecnologie più recenti, assorbendo, in un certo senso, il rischio d'impresa. Pensa di stampanti 3D: ora ne abbiamo tre copie, una delle quali costa 1,2 milioni di euro. In sintesi chiara, la questione era trovare una soluzione pubblica ai problemi privati". Il problema della prototipazione è già stato accennato. "Il fatto è che il time-to-market (o TTM: il tempo che intercorre dall'ideazione di un prodotto alla sua effettiva commercializzazione; ndr) - ha proseguito Bosetti - si è compresso: stiamo assistendo a una continua riduzione. sul mercato a due anni dal progetto, così la prototipazione assorbe una parte consistente del costo del prodotto finale, incide sui margini».
Un laboratorio con gli strumenti giusti per ridurre i tempi può essere un fattore vincente, in quanto potenzialmente produce notevoli risparmi economici per l'azienda. «Lo stabilimento - ha chiarito Bosetti - è stato inaugurato il 3 aprile 2015. Abbiamo già speso la metà del budget disponibile. Quattro sono le linee operative: in primis la prototipazione “pura e semplice”, cioè quella che riguarda i componenti metallici e polimerici, le schede elettroniche e altro; poi, il software, anche a supporto della cyber security. La sicurezza è molto importante, perché non riguarda solo il PC. Pensa alle auto che si guidano da sole; potrebbero essere dirottati in fuga. E poi, c'è tutta la questione della sicurezza nella produzione industriale. Di nuovo, c'è tutta la questione delle reti neurali profonde: qui ci sarà un apposito server, un supercomputer NVIDIA®DGX-1, per addestrare le reti nel campo della meccatronica».
Secondo il produttore, il supercomputer è «il primo sistema al mondo specifico per il deep learning e l'analisi basata su AI: garantisce prestazioni pari a 250 server tradizionali. La soluzione è completamente integrata con hardware, software di deep learning, strumenti di sviluppo e consente di eseguire le applicazioni di analisi accelerata più utilizzate». In pratica, serve a "ridurre i tempi di elaborazione dei dati, visualizzare più dati, accelerare i framework di deep learning e progettare reti neurali più sofisticate". Bosetti ha fatto l'esempio dei parametri dei processi industriali: "Invece dell'esperienza del lavoratore, c'è una rete neurale che definisce quali impostazioni applicare".
Poi c'è l'intera linea di test. "Riguarda anche le schede elettroniche - ha proseguito Bosetti - visto che devono superare prove di vario genere". In sostanza, Bosetti si è espressa così: "Offriamo servizi, partnership e supporto al sistema della formazione". Ci sono quattro tecnici nella struttura. Inoltre, secondo il Polo, “i sistemi e i macchinari innovativi a disposizione della Pro-M Facility offrono alle aziende: supporto alla progettazione di tutti i livelli che concorrono alla realizzazione del sistema elettromeccanico e meccatronico: dall'interfaccia utente all'hardware e architettura software, fino ai modelli che ne descrivono il comportamento; la generazione automatica di casi di test, la verifica delle proprietà temporali e la produzione di scenari di esecuzione in grado di evidenziare la presenza di difetti prima della consegna del prodotto al cliente finale; strumenti di misura e valutare l'affidabilità di un sistema con analisi automatiche e tecniche di progettazione di sistemi di rilevamento, identificazione e ripristino da guasti; e altro ancora”.
Ma cosa possono trovare le aziende nella struttura? Ad esempio, tra le stampanti, una macchina Renishaw AM400. La macchina lavora con varie leghe metalliche a base di titanio, nichel, alluminio, cromo-cobalto, acciaio inossidabile, cromo-cobalto per applicazioni odontoiatriche e titanio per applicazioni mediche. Secondo l'azienda produttrice, "le polveri sono il risultato di approfondite ricerche e sono state testate per garantire un'elevata qualità alla luce di parametri di sistema affidabili e coerenti". Sempre secondo l'azienda, «AM400 dispone di un sistema di erogazione polvere dotato di valvole di intercettazione, per consentire la ricarica della polvere durante il processo in corso. Il sollevatore universale per silo polveri permette di rimuoverlo per la pulizia, o di sostituirlo con un altro in caso di cambio materiale. Ciò semplifica notevolmente il passaggio da un materiale all'altro sulla piattaforma. I contenitori polvere rimangono all'esterno della camera e sono dotati di valvole di intercettazione per setacciare la polvere non fusa in tutta sicurezza, reimmettendola nel silo anche mentre il processo è in corso».
Comunque sia, funziona così: uno strato di polvere di 30 o 60 micron si deposita su alcune lastre all'interno della macchina. Dopo il passaggio del laser emerge un pezzo di dimensioni e caratteristiche ben definite. Nella camera dove avviene il processo non c'è aria ma argon, perché alcuni metalli reagiscono in modo esplosivo con l'ossigeno. Secondo il costruttore, l'atmosfera inerte purissima e il basso consumo di gas sono tra i punti di forza della macchina. Un altro elemento essenziale per creare percorsi laser precisi è il software di controllo Renishaw Optical Control System (OCS). L'azienda afferma di averlo sviluppato internamente: "Offriamo un sistema completamente integrato per il controllo della direzione del laser e l'ottimizzazione della precisione, della definizione degli elementi e della finitura superficiale".
Un'altra caratteristica della macchina è la possibilità di utilizzare "parametri materiale aperti". Renishaw definisce il concetto come segue: "Metalli diversi hanno proprietà di colata diverse, quindi il software Renishaw offre all'utente un ulteriore vantaggio: la libertà di ottimizzare le impostazioni della macchina in base al materiale e alla geometria da lavorare". Secondo Bosetti, grazie a questa macchina è possibile creare "pezzi ad alto valore aggiunto, nella prototipazione e nel settore dentale, ad esempio".
Un'altra macchina è la LASERTEC 65 3D. «Costa 1,2 milioni di euro, e ha la caratteristica di asportare e depositare materiale. Con questo dispositivo si possono riparare stampi e realizzare particolari molto complicati, anche con superleghe difficili da trattare. Può infatti trovare applicazione anche nel settore aeronautico, cioè nella costruzione di ugelli e camere di combustione»- ha affermato Gregori. Ma come si associa la fase additiva (con il laser) e la fase "sottrattiva" (con la fresa)? Si parla di sinterizzazione laser con fresatura integrata. Secondo l'azienda (DMG MORI), “il processo di produzione laser generativa è integrato in una fresatrice a 5 assi all'avanguardia. Questa soluzione ibrida unisce la flessibilità della produzione generativa alla precisione delle lavorazioni con asportazione di truciolo, consentendo la realizzazione di pezzi completi con processo additivo nella stessa qualità dei prodotti finiti».
Sempre secondo l'azienda "questa tecnologia sfrutta il processo di rivestimento del materiale applicato tramite un iniettore di polvere metallica, che vanta velocità fino a 10 volte superiori alla produzione tramite letto di polvere". Il fatto di poter produrre pezzi di dimensioni maggiori si spiega così: "Finora l'applicazione dei processi additivi era limitata alla produzione di prototipi e piccoli pezzi, mentre oggi la combinazione intelligente di manifattura additiva con iniettore di polvere e lavorazione con asportazione di trucioli su un'unica macchina apre all'operatore orizzonti completamente nuovi in termini di applicazioni e geometrie realizzabili e sono soprattutto i pezzi di grandi dimensioni, che fino ad oggi richiedevano lunghe lavorazioni meccaniche, a godere del vantaggio di una produzione innovativa e redditizia». Secondo Collini «il risultato dipende anche dalla qualità delle polveri: più i grani sono uniformi, tondi e fini, meglio è. La macchina consuma circa 50 Kw».
Tra le tante macchine, la più grande ha le dimensioni di un mini appartamento. Stiamo parlando della LC5 del BLM GROUP. È una macchina laser in grado di tagliare sia tubi che lamiere. Può trattare acciaio, acciaio inox, ottone, rame, alluminio. Secondo il produttore «il passaggio dalla lavorazione della lamiera a quella del tubo è immediato, sia in un senso che nell'altro, senza dover riconfigurare o riattrezzare la macchina. In questo modo è possibile sfruttare ogni minuto per far produrre l'impianto e ottimizzare l'investimento». Il carico e lo scarico dei tubi avviene automaticamente. «Il caricatore - annuncia l'azienda - estrae le barre dal fascio, una dopo l'altra, e le porta alla linea di lavoro in continuo senza intervento manuale. Pertanto è possibile trovare i pezzi tagliati già scaricati e accumulati nella cassa. Gli scarti (scarti, ndr) finiscono invece in un contenitore separato, così la macchina è sempre pulita e alla sua massima efficienza». Il formato lamiera può avere diverse configurazioni: 3 metri per 1,5; 4 per 2; 6 per 2. Il cambio del bancale in lamiera è elettrico. Sempre secondo l'azienda, «due pannelli lato lamiera e lato tubo, entrambi liberamente regolabili, consentono di avere il controllo del processo».
La sorgente laser è in fibra fino a 6 Kw. Ciò consentirebbe "di ridurre drasticamente i consumi elettrici dell'impianto, determinando non solo un risparmio sulla bolletta elettrica ma anche una maggiore facilità di installazione poiché non è necessario sovradimensionare la fornitura elettrica". Inoltre, sempre per il costruttore, “la maggiore velocità del laser fibra nel taglio ad azoto di spessori sottili determina una produttività della macchina più che doppia rispetto al laser CO2: acciaio da costruzione e acciaio inox di medio-basso spessore sono i materiali che più sfruttare la fibra". Infine, l'azienda sottolinea che "rame e ottone, materiali fino ad ora vietati con la tecnologia CO2, ora possono essere facilmente tagliati con un laser fibra. Anche l'alluminio e l'acciaio zincato, da sempre problematici, non hanno più limiti». Assistere al taglio di tubi e lamiere è, in un certo senso, un'esperienza. Il laser si vede scavare nell'acciaio duro con tanti piccoli lampi di fuoco. Collini ha poi ricordato che l'auto è in comodato d'uso .
Salva il mio nome, email e sito web in questo browser per la prossima volta che commento.
Il tuo indirizzo e-mail viene utilizzato esclusivamente per inviarti la nostra newsletter e informazioni, anche commerciali, sulle attività di Industria Italiana, così come definite nella Privacy Policy. Puoi sempre utilizzare il link di cancellazione incluso nella newsletter. Il tuo indirizzo email è utilizzato esclusivamente per le attività di Industria Italiana e non sarà per nessun motivo divulgato o ceduto a terzi.
Questo sito o gli strumenti terzi da questo utilizzati si avvalgono di cookie necessari al suo funzionamento ed utili alle finalità illustrate nella cookie policy. Se vuoi saperne di più o negare il consenso a tutti o ad alcuni cookie, consulta la cookie policy. Chiudendo questo banner, scorrendo questa pagina, cliccando su un link o proseguendo la navigazione in altra maniera, acconsenti all'uso dei cookie.