La Lombardia fa volare l’additive manufacturing dei metalli. E con Made4Lo… - Industria Italiana

2022-07-29 09:18:05 By : Mr. Michael Yang

La comunità lombarda sull’additive manufacturing si sta rinnovando attorno a nuovi temi e punta ad aggregare il maggior numero di aziende interessate a questa tecnologia. I pionieri dell’additive lombardo sono da anni riuniti in Afil, l’Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia che, guidata dal presidente Diego Andreis (che peraltro è il managing director dell’innovativa azienda di micro pompe Fluid-o-Tech, ed è altresì vicepresidente del Gruppo Meccatronici di Assolombarda e vicepresidente di Federmeccanica) porta all’attenzione della Regione le priorità della ricerca e innovazione della manifattura. In una cordata creatasi nei gruppi di lavoro di Afil – guidata da Tenova e composta da Ttm Laser, Officine Meccaniche Giuseppe Lafranconi, Gfm, Gf Machining Solutions, Fubri, Co.Stamp, Blm, 3d New Technologies, Università degli Studi di Pavia e Politecnico di Milano -, è stato concepito concepito e da poco concluso il progetto da 6,6 milioni di euro “ Made4Lo ”, finanziato da Regione Lombardia con 3,5 milioni, che ha sviluppo delle tecnologie e processi di stampa 3D dei metalli completamente “ made in Lombardy ”.

Da qualche mese, il gruppo di lavoro si è dato più vaste ambizioni, costituendosi in una delle diverse strategic community di Afil.  Queste sono, per dirla con Andreis, « i motori della progettualità dell’associazione ». Servono a individuare le esigenze delle aziende di settore, per consentire alla Regione di sviluppare una programmazione di medio e lungo termine. E anche, soprattutto, a concepire ed implementare in ottica di filiera le iniziative di ricerca e innovazione necessarie ad innovare il manifatturiero regionale, sfruttando tutte le opportunità di finanziamento offerte dallo scacchiere regionale, ma anche nazionale ed europeo. Ma quali sono le esigenze e le priorità sul tema “ additive manufacturing ”? Per capirlo, in un’ottica industry driven, Afil ha chiesto direttamente alle aziende pioniere di esporre le proprie challenge attuali. In questo modo, altre aziende che si riconoscono in questi casi o che possono offrire tecnologie e capacità per indirizzare le challenges possono associarsi alla strategic community, perché da soli non si va da nessuna parte; o possano farlo per portare altri bisogni e priorità.

Sono dunque emerse queste challenge in tema di additive manufacturing . Abb vuole introdurre tecnologie additive in linea per realizzare la produzione su larga scala esplorando il mondo della stampa 3D metallo per realizzare assiemi di più componenti in un corpo unico. Una delle sfide riguarda la produzione mediante la stampa 3D metallica di un heatsink. Streparava intende offrire bielle e alberi a camme altamente customizzati attraverso la realizzazione di feature con tecnologie additive. Gfm punta ad utilizzare l’additive manufacturing per il repairing di componenti ad alto valore aggiunto. Camozzi vuole realizzare tecnologie per la stampa di parti di grandissime dimensioni. Tenova punta sulla produzione di polveri per la manifattura additiva a partire da materiale metallico di scarto o recupero, in ottica di economia circolare. Fra i soci industriali che hanno animato questa fase va menzionata Additive Italia , azienda di Almenno San Bartolomeo (Bergamo) che accompagna le imprese nel processo di evoluzione progettuale e tecnologica che permette di cogliere i vantaggi dell’additive manufacturing sfruttandone l’effetto sui processi di generazione del valore.

Peraltro, una volta definiti progetti comuni in seno alla strategic community, questi possono essere portati all’attenzione dei network nazionali e dei ministeri, per sottolineare le esigenze specifiche dell’additive manufacturing lombardo e stimolare fondi; o possono essere inseriti nel contesto della progettualità europea , ad esempio nell’iniziativa Vanguard di cui parleremo. L’articolo trae spunto dall’evento online “ Additive Manufacturing – Casi industriali e Challenges in Lombardia “, cui hanno partecipato come speaker il cluster manager di Afil Giacomo Copani , il docente al dipartimento di ingegneria civile dell’Università di Pavia Ferdinando Auricchio , l’advanced processes and technologies manager di Abb Italia Fabio Golinelli , l’head of product line environmental technologies & additive manufacturing di Tenova Enzo Josef Chiarullo , il corporate advanced technology development manager di Streparava Renato Cotti Piccinelli , il direttore tecnico di Gfm Francesco Stortiero , il research and development manager di Camozzi Automation (una delle cinque divisioni del gruppo) Mirco Chiodi , e la docente al dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano Bianca Maria Colosimo .

La filiale italiana della multinazionale dell’automazione e dell’energia, che in Lombardia ha un grande stabilimento produttivo a Dalmine (Bergamo) e altri minori, sta affrontando la sfida di realizzare mediante tecnologia additiva metallica un dissipatore di calore. « Normalmente – ha affermato Golinelli – questo device è il risultato di più componenti; noi vogliamo ottenere un pezzo unico, con due ulteriori obiettivi: ridurne il peso e aumentarne la superficie, in modo da incrementarne l’efficienza. Siamo in fase di fattibilità ».  Secondo Golinelli « Abb crede molto negli sviluppi della tecnologia dell’Additive Manufacturing, che possono essere più facilmente conseguiti collaborando con altre imprese. È quindi importante, per noi, far parte della strategic community dedicata ».

Abb, ha ricordato Golinelli, grazie a canali come Afil e Cfi (Cluster Nazionale Fabbrica Intelligente, l’associazione che, presieduta dal Cdo di Ansaldo Energia e Ceo di Ansaldo Nucleare Luca Manuelli , rappresenta la specializzazione manifatturiera italiana a livello nazionale, facendo la sintesi di quelle regionali), ha cercato il supporto di soggetti esterni: fornitori di tecnologie, partner e atenei. Abb ha recentemente indetto una sfida sulla manifattura additiva metallica all’interno dell’iniziativa XFactory Open Innovation Challenge (XFoic), lanciata dal Cfi (Industria Italiana si è occupata della vicenda in questo articolo ).  « Alla fine – ha affermato Golinelli – abbiamo individuato alcune imprese che proseguiranno il cammino con noi». Adesso Abb vuole proseguire il cammino anche all’interno delle Strategic Communities di Afil per collaborare in maniera continuativa con i migliori partner, fornitori e organizzazioni di ricerca dell’ecosistema industriale lombardo in cui opera.

Streparava ha già sperimentato due soluzioni per l’AM per il metallo: la selective laser melting (Slm) e la laser metal deposition (Lmd). Con la prima, si realizzano componenti a partire da un letto di polveri metalliche fuse per mezzo di un laser a alta potenza (dai 100 ai 1 500 W) e con un fascio concentrato (di diametro di circa 100 µm). Utilizzando questa tecnica, Streparava ha ridisegnato una biella in titanio: ora pesa il 15% in meno di quella originale, pur avendo ottime qualità meccaniche. Con la seconda invece, il procedimento cambia radicalmente. Non c’è un “letto”, ma l’energia termica del laser viene utilizzata per fondere la polvere che viene irrorata sul punto focate del raggio di luce.  Grazie alla Lmd, Streparava ha realizzato un nuovo albero a camme con feature personalizzate. L’azienda vuole continuare su questa strada onde diventare più flessibile nella fornitura di prodotti e servizi ad alto valore aggiunto, in linea con la specializzazione e l’eccellenza manifatturiera della Lombardia. 

L’azienda bresciana d’altra parte, circa 200 milioni di fatturato, progetta e produce per importanti produttori di veicoli (auto, moto, trattori) parti meccaniche per motori e per chassis. È nota a livello internazionale per le sospensioni, che vende in 30 Paesi. Tra i suoi clienti, Mercedes, Cnh, Ferrari, Ducati, Lamborghini e Same. Secondo Cotti Piccinelli « per i componentisti dell’automotive l’AM è una strada che serve percorrere. Per ora ci occupiamo di prototipi: l’idea è quella di produrre piccoli volumi di pezzi con questa nuova tecnologia ».

« La nostra sfida – ha affermato Stortiero – è il repairing: si tratta di recuperare con l’additive manufacturing componenti preziosi e costosi. Si pensi, ad esempio, alle pale di una turbina. Pensiamo di avvalerci del gemello digitale del pezzo, per favorire un reintegro funzionale. Il processo è complesso e va validato ». Quello dell’AM è un fronte sul quale Gfm è già operativa. Infatti l’impegno di Gfm in materia si è già concretizzato nella realizzazione di Atc , l’Additive Technology Center, a Nembro, in provincia di Bergamo. Gfm è un’azienda di Mapello (Bergamo) specializzata nella progettazione, prototipazione, produzione, lavorazione e assiemaggio di componenti meccanici di precisione in tutti i tipi di acciai, leghe e superleghe speciali. « Realizziamo – ha affermato il direttore tecnico Francesco Stortiero – soprattutto componenti per le turbine a gas e ora per l’aeronautica. Si tratta, spesso, di pezzi molto complicati e delicati, come gli anelli di tenuta di poche decine di millimetri di spessore ».  Gfm ha un fatturato di circa 30 milioni.

Quanto ad Atc, è nata due anni fa dalla collaborazione tra Gfm, il produttore di telai automatici Itema e il colosso tedesco delle macchine utensili da taglio Dmg Mori. Il centro tecnologico supporta aziende terze nello sviluppo e nell’ottimizzazione dei processi in tema di manifattura additiva. Il centro offre servizi relativi allo studio di fattibilità, alla validazione e alla formazione. Il centro peraltro dispone di macchine di ultima generazione prodotte da DMG Mori e, in particolare di una Lasertec 65 3D hybrid, che combina la manifattura additiva a letto di polvere con la fresatura per rifinire i pezzi.

Camozzi punta alla stampa additive di parti di grandi dimensioni. Le sfide che occorre affrontare sono molto importanti: quella, ad esempio di dare una particolare direzionalità alle fibre, che influisce sulle caratteristiche meccaniche del prodotto; e quella della sensoristica, e cioè della raccolta dei dati nel corso del procedimento di stampa. «In questo modo si possono evitare i fermi macchina» – ha affermato Chiodi. D’altra parte Camozzi è fortemente impegnato nell’additive manufacturing. Infatti il gruppo guidato dal presidente e Ceo Lodovico Camozzi, figlio del fondatore Attilio – 414 milioni di fatturato e circa 3mila dipendenti, attivo nella produzione di componenti e sistemi per l’automazione industriale, ma anche nel settore delle macchine utensili, di quelle per filatura e in numerosi altri processi di lavorazione delle materie prime – è cresciuto anche per acquisizioni.

Fra queste, nella divisione “machine tools”, la statunitense Ingersoll , che è un fornitore globale di macchine utensili additive e sottrattive per i settori aerospaziale, difesa, energia e tutti i settori della meccanica pesante. La Ingersoll si è specializzata in macchine grandi o grandissime, che stampano in termoplastica o compositi. « Realizziamo le stampanti 3D più grandi del mondo – ha affermato il research and development manager di Camozzi Automation (una delle cinque divisioni del gruppo) Mirco Chiodi – che lavorano volumi di 6 metri, per 4 per 2 e che sono in grado di depositare sino a 500 libbre all’ora di materiale Soprattutto, sono macchine ibride, che al contempo fanno anche lavori di fresatura a cinque assi. Il mercato, è soprattutto quello statunitense, in particolare l’aerospaziale ».

Tenova, società del Gruppo Techint specializzata in soluzioni di ingegneria per l’industria metallurgica e mineraria, ha di recente sviluppato una tecnologia brevettata relativa all’additive manufacturing. «Si tratta di fondere metalli di scarto mediante EAF, il cui prodotto liquido, opportunamente trattato in forni sottovuoto, può essere atomizzato per la produzione di polveri metalliche adatte all'additive manufacturing » – ha affermato Chiarullo . È un progetto molto ambizioso. D’altra parte però, Tenova ha acquisito una forte competenza nell’AM, negli ultimi anni. Infatti dal 2015 l’azienda ha coordinato il citato progetto Made4Lo , “ metal additive 4 Lombardy ”, progetto nato quando in Afil si è preso coscienza della necessità di affrontare la tematica dell’AM considerando l’intera catena del valore: dal processo di produzione delle polveri alla stampa dei componenti, al trattamento termico, alla finitura e alla qualifica del bene e infine al test di esercizio.

Si trattava, dunque, di realizzare una “ fabbrica diffusa ” per lo sviluppo “Made in Lombardia” delle tecnologie di stampa 3D dei metalli, una delle tecnologie abilitanti dell’Industria 4.0.  La rete Afil si è attivata per creare il consenso e mettere insieme realtà disposte a condividere il know-how e le risorse. Oltre a Tenova, facevano parte del gruppo di lavoro altre importanti aziende e Università già menzionate sopra.

Attualmente Afil ha 143 membri, di cui 119 imprese, e 24 tra centri di ricerca e associazioni industriali. Tra i soci industriali, si annoverano anche molti grandi player tra i quali, ad esempio, oltre al quelli già citati, Canon Italia , Itelyum Regeneration , StMicroelectronics , Brambati , Ori-Martin , Pirelli , Ratti , Txt E-Solutions , Valtellina , Vibram , Whirlpool , Engineering Ingegneria Informatica , Italtel , Icap-Sira Chemicals and Polymers , Fluid-o-Tech , Fincons , Centro Sviluppo Materiali , Cms , Cavagna , Advanced Technology Valve , Siad Macchine Impianti , Vin Service , Feralpi , Omb Valves , Novellini , Marcegaglia Carbon Steel , Itema , Fabbrica d’Armi Pietro Beretta , Dalmine , Candy Hoover Group (Haier) , e Blm .  Con loro, partecipano al Cluster una pletora di Pmi innovative che implementano la filiera intorno ai grandi player. Tra le associazioni imprenditoriali, Assolombarda, e le territoriali confindustriali di Bergamo, Como, Lecco e Sondrio, Varese, nonché Confindustria Lombardia.  Tra gli Atenei e i centri di ricerca, a parte quelli già menzionati, Milano Bicocca, Carlo Cattaneo, la Cattolica del Sacro Cuore, gli atenei di Bergamo e di Brescia, il Cnr-Stiima, Innovhub, Intellimech e altri.

Una delle innovazioni di Andreis è stata l’ideazione delle strategic community. Cosa siano, si è già detto. Per completezza, è bene aggiungere che sono in fase di costruzione e consolidamento a partire da gruppi di lavoro pre-esistenti nel cluster. Secondo Copani , nascono “ dal basso ”. Sono proposte direttamente dai Soci che indicano tematiche prioritarie sulle quali vogliono fare massa critica e lavorare all’interno dei canali del Cluster per beneficiare della facilitazione offerta da Afil in termini di organizzazione, supporto politico della Regione Lombardia, posizionamento internazionale e possibilità di incidere sulle politiche di ricerca e innovazione a più livelli. Anche in vista delle opportunità del Pnrr.

Si accennava ai rapporti con i ministeri. Sotto questo profilo, va sottolineato che Afil è socia del Cluster Nazionale Fabbrica Intelligente (Cfi), l’associazione che – presieduta da Luca Manuelli , Ceo di Ansaldo Nucleare e Cdo di Ansaldo Energia – riunisce aziende, regioni, università ed enti di ricerca con l’obiettivo di aggregare tutti gli attori più importanti a livello italiano sulle tematiche della manifattura avanzata. Cfi ha un’interlocuzione diretta con i ministeri della Ricerca e dello Sviluppo Economico e altri importanti dicasteri. Peraltro, una delle principali iniziative di Cfi è la definizione di documenti indirizzati alle istituzioni per aiutarle a guidare la trasformazione digitale dell’industria. « In questo contesto – ha affermato Copani – Afil rappresenta le esigenze del manufacturing della Regione più industrializzata d’Italia ».

La Colosimo , è responsabile della partecipazione di Afil e Lombardia al Pilot “ High Performance Production Through 3d-Printing ”, nel contesto dell’iniziativa europea “ Vanguard ”. Quest’ultima offre una piattaforma a imprese, cluster e istituti scientifici per incontrarsi e unire le forze nella ricerca di soluzioni innovative. Attualmente hanno aderito 44 tra le regioni industriali più avanzate del Vecchio Continente. Nella pratica, ha affermato la Colosimo, in Vanguard si implementano Progetti Pilota, che grazie all’opera degli enti interessati sono facilmente sviluppati e internazionalizzati. L’obiettivo principale del pilota 3DP è accelerare la diffusione sul mercato e l’adozione di soluzioni abilitate dall’AM nell’UE attraverso lo sviluppo di piattaforme dimostrative transregionali guidate dall’industria (e cioè con “casi dimostrativi”) e progetti in grado di collegare le capacità e gli attori – che prima operavano in catene del valore in gran parte frammentate in Europa. In pratica, il pilota 3DP contribuirà all’emergere di nuove catene del valore.

Secondo Auricchio infine, l’AM è una tecnologia che «cambia le regole del gioco»: è una tecnologia digitally born , che si declina in più classi di processi; il costo macchine, poi, è democratico e fortemente abilitante. Anche l’approccio è diverso da quello tradizionale, per asportazione o per stampaggio. E cambia anche il paradigma di progettazione, con la possibilità di realizzare geometri altrimenti impensabili. Pertanto, l’AM « ha un forte impatto potenziale in più ambiti produttivi industriali, tanto che un sempre maggior numero di aziende guarda a questa tecnologia con interesse ». Tuttavia, « l’AM deve ancora dimostrare la sua piena forza nel manifatturiero ». Questo perché « molte sfide vanno affrontate ».

Ad esempio, per Auricchio, le tematiche dei processi al contempo additivi e sottrattivi, o quelle delle polveri dedicate, attualmente in numero limitato. Ma anche la creazione di nuovi processi per incrementare la classe dei materiali ottenibili, nonché la generazione di nuovi servizi e modelli di business. Secondo tutti i partecipanti all’evento, è proprio per questo che è necessario allargare la strategic community sull’AM: è un campo in cui non si vince da soli: l’obiettivo è quello di mettere insieme esperienze e competenze di aziende diverse per dar vita a progetti che abbiano una ricaduta positiva per tutti i partecipanti.

Salva il mio nome, email e sito web in questo browser per la prossima volta che commento.

Il tuo indirizzo e-mail viene utilizzato solo per inviarti la nostra newsletter e informazioni, anche commerciali, sulle attività di Industria Italiana, come definito nella Privacy Policy. Puoi sempre utilizzare il link di cancellazione incluso nella newsletter. Il tuo indirizzo email viene utilizzato solo per le attività di Industria Italiana e non verrà né divulgato né ceduto a terzi, per nessuna ragione.