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Additive manufacturing: un tassello strategico per la fabbrica digitale

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Additive manufacturing: un tassello strategico per la fabbrica digitale

02 Apr 2015

di Elisabetta Bevilacqua

Un passaggio fondamentale verso la fabbrica digitale è rappresentato dall’Additive Manifacturing e dalle tecnologie 3D, che si presentano con caratteristiche, tecnologiche e organizzative, molto diverse: si va dal livello meno disruptive della prototipazione rapida all’impiego nella produzione di grandi quantità di componenti, passando per la produzione di piccole quantità di prodotti personalizzati. Queste tipologie, esemplificate in occasione di un recente Congresso Aica da protagonisti come Avio Aero (GE), Ducati, CNA, pur con impatti diversi sull’organizzazione aziendale e sulla sua filiera, trovano come ostacolo la carenza di competenze. È questo il campo di intervento della “Fondazione Tema” che punta sui giovani per aiutare le Pmi a sfruttare le opportunità della terza rivoluzione industriale

Ducati impiega fin dal 1998 la prototipazione rapida in ambito R&D per le componenti plastiche, ma non ha mai utilizzato l’Additive manufacturing (Am – ossia l’insieme di processi di produzione dove, partendo da modelli digitali, i materiali vengono insieme uno strato dopo l’altro, che si contrappongno alle tradizionali tecniche sottrattive comelavorazioni per asportazione di truciolo, taglio e foratura) a livello produttivo. “Oggi la stampa 3D in plastica per la realizzazione dei prototipi ha sostituito quasi completamente la stampa su carta nell’ufficio tecnico, con una tecnologia molto semplice che non ha reso necessario rivoluzionare il processo o formare le persone – sottolinea Piero Giusti, It/Cad Manager R&D di Ducati – Oggi progettiamo con questa modalità anche molti pezzi per la squadra corse”.
Tre macchine che lavorano 200 giorni l’anno anno, 24 ore al giorno, consumando 1 tonnellata di plastica producono pezzi singoli (con stampe ripetute se necessario anche per piccole correzioni) con poche ore di vita. I vantaggi sono notevoli: “Riusciamo a progettare, provare e produrre più rapidamente migliorando il time to market, che si è ridotto 3-4 volte – dice Giusti – Per il momento non ci interessa invece l’uso della stampa 3D per la produzione: con 40mila pezzi non si può parlare di produzione di massa né di produzione di nicchia. Ma, a mio parere, l’Am sarebbe un’ottima soluzione per la piccola impresa italiana”.

Luca Iaia, Responsabile Digitale, Cna

CNA, creatività a basso costo grazie al digitale
Ne è convinto Luca Iaia, Responsabile Digitale di Cna (Confederazione Nazionale dell’Artigianato e della Pmi), che sottolinea: “Gli effetti negativi generati dalla globalizzazione che hanno comportato l’omogeneizzazione dei gusti, come ha denunciato oltre 10 anni fa Theodore Levitt [economista e socilogo americano ndr], sono stati in parte scongiurati dalle imprese industriali e artigiane italiane che hanno basato il proprio successo sulla specializzazione e la creatività”. La criticità è però rappresentata dai costi elevati. “La creatività a basso costo si può ottenere grazie al digitale, che va però introdotto seguendo la cultura tipica delle nostre imprese che raramente praticano un’innovazione totale, preferendo un processo creativo incrementale- aggiunge Iaia – Cna, che rappresenta un mondo tradizionale, punta a un processo di ibridazione che induca nelle Pmi un mutamento, attraverso un processo di contaminazione fra makers, artigiani, innovatori digitali, aziende di prototipazione”. A questo scopo è prevista una serie di iniziative a livello territoriale per mettere in contatto l’impresa tradizionale con il mondo digitale.

Paolo Gennaro, Additive Manufacturing Sales Director, Avio Aero

Avio Aero, una fabbrica tutta AM
L’impatto dell’Am inserito all’interno della produzione di massa (decine migliaia di pezzi l’anno) è ben esemplificato dal caso Avio Aero (Gruppo GE) che ha addirittura creato una fabbrica con 60 macchine dedicate, sistemi per la produzione delle polveri e per i relativi trattamenti termici.
Paolo Gennaro, Additive Manufacturing Sales Director dell’azienda evidenzia diverse criticità fra cui la necessità di revisione del Cad in ottica 3D che comporta la riprogettazione dei diversi componenti con l’ottimizzazione topologica (mettere il materiale solo dove è necessario). È anche indispensabile utilizzare macchine dedicate, ciascuna delle quali rappresenta un processo speciale che va dunque qualificato per avere la certezza di produrre pezzi di qualità adeguata e garantita, qualificare i materiali (le polveri da comprare o produrre secondo le specifiche) e, infine, individuare i parametri che impattano sulla qualità (andando a calibrare i sensori). “Si tratta di processi estremamente costosi; qualificare il materiale costa ad esempio da 0,5 a 1 milione euro – precisa Gennaro – Si deve poi verificare se il prodotto è adeguato al mercato (qualità/prezzo) e se le sue caratteristiche sono omogenee”.
Alla base delle scelta Avio c’è stata dunque una valutazione complessa non solo di tipo tecnologico, ma soprattutto di business con rilevanti impatti su tutta la filiera. Gennaro ricorda che l’Am permette di posizionare il materiale direttamente nel punto giusto consentendo quindi di evitare l’uso di viti e dadi e il processo di assemblaggio; si creano così pezzi più resistenti di peso inferiore, con processi meno costosi: “La tecnologia Am risulta particolarmente adatta per la produzione delle pale delle turbine a bassa pressione, realizzate con un composto intermetallico; con questa tecnologia siamo riusciti a ridurre sia i costi del prodotto grezzo sia quelli di lavorazione per arrivare al prodotto finito, che risulta di qualità migliore dal punto di vista metallurgico”, ha esemplificato il manager.

Le criticità per la diffusione dell’AM in Italia
Come si vede all’interno dell’Am confluiscono soluzioni estremamente differenziate. Nel caso Avio parliamo di soluzioni capital intensive, dove oltre il 50% dei costi deriva dall’ammortamento di hardware e software, con bassi consumi delle macchine Am (10-15 Kw/h), ma una produzione delle polveri (che ne rappresentano la materia prima) estremamente energivora (dell’ordine dei Mw/h). E l’Italia è uno dei Paesi dove l’energia è più cara. D’altra parte l’impiego del Cad 3D per l’Am richiede, secondo Gennaro, competenze trasversali di progettazione, ingegneria, conoscenza materiali: “Non è facile trovare questi skill in Italia: ci vogliono almeno 2 anni per formare una persona con competenze appena sufficienti – sottolinea -. Questa carenza è particolarmente critica: anche se il costo del lavoro nella nostra attività pesa per meno del 10%, la sua qualità è strategica. Per questo abbiamo rapporti di collaborazione con le università, ma in Italia queste hanno poche macchine e vecchie, a differenza di quanto accade in altri Paesi”.

Gian Paolo Moscati, consigliere delegato, Fondazione Tema

L’abbassamento dei costi delle stampanti 3D di fascia bassa e la versatilità dei materiali ne consente la diffusione anche per piccole imprese industriali e artigiane, ma resta il nodo delle competenze. Lo ricorda Gian Paolo Moscati, consigliere delegato della Fondazione Tema, ente no-profit, promosso dall’Ente Cassa di Risparmio di Firenze, per favorire l’innovazione nel mondo dell’artigianato.
Sul tema della digital fabrication, in particolare, sono stati individuati quattro settori con cui operare, in collaborazione con il Mit di Boston. “La nostra idea è aiutare l’artigianato a sfruttare le opportunità della terza rivoluzione industriale puntando sui giovani per fornire know how, tecnologia, risorse umane competenti”, spiega Moscati.
Uno dei progetti in campo prevede di insegnare a sei aziende selezionate sul territorio fiorentino cosa significhi stare sulla rete con il supporto di quattro giovani a loro volta da formare. Il progetto dura un anno dopo il quale si vanno a verificare le ricadute in termini di incremento di fatturato. “Abbiamo lanciato un bando per la ricerca di giovani competenti che saranno adeguatamente pagati, ma facciamo fatica a trovarli – lamenta Moscati, che si chiede – Quale formazione per la fabbrica digitale? Non solo non si sta facendo,ma non sono neppure stati definiti i protocolli”. Per farlo Tema ha avviato una collaborazione con Aica.
Ben diversa è la situazione negli Usa dove la formazione ha svolto un ruolo fondamentale per dare impulso alla fabbrica digitale, come ricorda George Kassabgi, imprenditore, angel investor ed esperto di tecnologia, intervenuto al Congresso Aica (vedi articolo a pag. 30). Con la sua esortazione ci piace concludere: “La collaborazione fra università e aziende è necessaria per non fermarsi all’uso delle tecnologie, ma pensare all’impatto sul business”.

Elisabetta Bevilacqua
Giornalista

Sono attiva dal 1989 nel giornalismo hi-tech, dopo esperienze in uffici studi di grandi gruppi e di formazione nel settore dell’informatica e, più recentemente, di supporto alle startup. Collaboro dal 1995 con ZeroUno e attualmente mi occupo soprattutto di trasformazione digitale e Industry 4.0, open innovation e collaborazione fra imprese e startup, smart city, sicurezza informatica, nuove competenze.

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