Tecnologie digitali per una produzione green e macchine durature

Paolo Neri, Relationship Manager Warrant Hub

 

Con l’additive manufacturing e più in generale con le tecnologie abilitanti 4.0 è possibile ripensare anche l’intero processo di progettazione e produzione di prodotti e componenti meccanici.

 

La manifattura additiva – tecnica di produzione che permette con diverse tecnologie di ottenere prodotti e manufatti dall’addizione di successivi strati di materiale -non esaurisce i propri impatti ambientali solo nella sostituzione dei materiali. Con l’additive manufacturing e più in generale con le tecnologie abilitanti 4.0 è possibile ripensare anche l’intero processo di progettazione e produzione di prodotti e componenti meccanici. A titolo esemplificativo e non esaustivo, la manifattura additiva e la manutenzione predittiva sono tecnologie digitali in grado di apportare fin dalla prima applicazione impatti ambientali concreti e misurabili. La sfida per il futuro delle imprese italiane ed europee potrebbe essere quella di connettere sempre di più le tecnologie green con quelle della quarta rivoluzione industriale, ovvero trasformarsi in soggetti attuatori di quella che è stata recentemente definita da Warrant Hub come DigiGreen Innovation. Nonostante in azienda spesso si discuta e soprattutto si investa in tecnologia digitale ed in soluzioni green in maniera distinta, l’interconnessione strategica delle due tematiche potrebbe diventare un elemento di ulteriore innovazione industriale, soprattutto dal punto di vista della creazione di nuovi modelli di business. La DigiGreen Innovation, ovvero l’utilizzo delle migliori tecnologie digitali per prodotti e processi prodottivi più sostenibili, rappresenta una importante convergenza strategica in grado di creare al tempo stesso competitività, engagement e posizionamento nelle imprese italiane. Con il progetto europeo DREAM144, ad esempio, sono state migliorate in modo significativo le prestazioni del processo produttivo Powder Bed Fusion (PBF) per tre diversi materiali come titanio, alluminio e acciaio. La tecnologia PBF fa parte di quei processi produttivi di manifattura additiva in cui un oggetto, generalmente di forma complessa, è realizzato per sovrapposizione di strati sottili di polvere di materiale che vengono poi fusi tra loro. Tra i test case industriali del progetto, molto significativo quello di Ferrari Spa, che ha ottenuto una riduzione di peso del 19% di uno dei suoi componenti automobilistici, mantenendo però inalterati tutti i requisiti strutturali come rigidità, resistenza, fatica e impatto. Insieme alla manifattura additiva, un ulteriore esempio dell’applicazione delle tecnologie digitali con impatto ambientale è rappresentato dalla manutenzione predittiva. Si tratta una strategia di manutenzione proattiva che analizza i dati e suggerisce modifiche di produzione, di pianificazione e di manutenzione per prevenire i guasti ed evitare l’arresto delle macchine attraverso l’utilizzo congiunto di diverse tecnologie digitali. Nella predictive maintenance i dati storici delle macchine e dei processi vengono trasformati in informazioni che costituiscono poi la base per elaborare le analisi e migliorare i processi manutentivi. I risultati delle analisi predittive consentono di anticipare di giorni o settimane l’insorgere di un guasto e permettono quindi la pianificazione del fermo impianto nel momento migliore ovvero quello che ha impatti minori sulla produttività. Risolvere potenziali problemi prima che si verifichino ha come conseguenza diretta anche condizioni lavorative più sicure e un maggiore rispetto dell’ambiente, riducendo il rischio di incidenti critici e rilasci nell’ambiente. Uno scenario futuro di applicazione delle tecnologie 4.0 in ambito industriale è poi quello sviluppato dal progetto europeo IoTwins finanziato sempre dal programma quadro Horizon 2020. Il progetto prevede un investimento totale di 20 milioni di euro, ed è coordinato da Bonfiglioli Riduttori, azienda leader mondiale nella produzione di riduttori di potenza fra le più significative in ambito europeo per innovazione e digitalizzazione applicata alla produzione, e può contare sul coordinamento scientifico dell’Università di Bologna, sulle infrastrutture di calcolo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e del Cineca e sul supporto della Regione Emilia-Romagna. Obiettivo di IoTwins è la sperimentazione di nuove tecnologie per la digitalizzazione dei processi e dei prodotti industriali, grazie a 12 piattaforme di test che realizzeranno “gemelli digitali”, cioè copie virtuali di processi industriali che serviranno a testare in anticipo impianti e strumenti di gestione di infrastrutture che serviranno a valutare in anticipo, in una realtà virtuale, pregi e difetti dei processi industriali che saranno poi applicati alle produzioni. Ma c’è anche altro che la tecnologia può fare in chiave green per il settore. La transizione digitale trova un enorme potenziale di applicazione green non solo in termini di prevenzione, ma anche e soprattutto in una logica di allungamento del ciclo di vita di un impianto produttivo attraverso il retrofitting o il revamping, nella convinzione che il miglior modo di fare industria “sostenibile” sia limitare gli sprechi e riutilizzare ciò che è già stato usato. Come specificato anche nel Piano Nazionale Transizione 4.0, infatti, i dispositivi, la strumentazione e la componentistica intelligente per l’integrazione, la sensorizzazione e/o l’interconnessione utilizzati nell’ammodernamento o nel revamping dei sistemi di produzione esistenti, costituiscono beni funzionali alla trasformazione tecnologica e/o digitale delle imprese secondo il modello “Industria 4.0”. Un esempio virtuoso è quello di Coser145, che ha messo a punto un servizio di retrofitting e revamping che consente di restituire nuova vita alle granigliatrici e alle sabbiatrici, recuperando quelle già esistenti e attive, all’interno delle singole linee di produzione. In questo ecologico processo di recupero, le granigliatrici più obsolete vengono riadattate nell’ottica di un’industria eco-compatibile, che abbatta i consumi energetici e le emissioni di CO2, per poi essere reimmesse sul mercato. Presso il proprio centro revisioni o direttamente sul posto, l’azienda romagnola restituisce nuova vita alle macchine sabbiatrici e granigliatrici di qualunque marca e modello, focalizzando l’attenzione su turbine ed organi ventilanti esistenti e introducendo: vernici green, motori a ridotto consumo energetico, innovativi sistemi di fissaggio e trasmissione, riduttori con olio biodegradabile, cartucce filtro in poliestere rigenerabili, conformi alle più severe normative europee.

 

 
 

96 https://cordis.europa.eu/project/id/766907

97 La pressofusione è una tecnica per lo stampaggio dell’ alluminio, attraverso l’iniezione di metallo fuso in uno stampo in acciaio ad alta pressione. La pressofusione viene largamente applicata nell’industria automobilistica per lo stampaggio di componenti di forma complessa. Gli stampi in acciaio (matrici) non durano abbastanza a lungo da coprire l’intero ciclo di vita di un programma automobilistico. Una matrice standard può produrre da 80.000 a 120.000 componenti, mentre i componenti automobilistici vengono prodotti in milioni di unità.

Relationship Manager di Warrant Hub – Tinexta Group e coordinatore del progetto Warrant GARDEN (Green Advanced technology Research and Development Economy), che si occupa della consulenza e dell’orientamento in tema di sostenibilità per le imprese. Laureato in Economia e Gestione delle imprese, dopo un’esperienza in ambito bancario, è entrato in Warrant Hub nel 2003, occupandosi dapprima di Business Development, per poi passare allo sviluppo di partenariati e di relazioni con le istituzioni europee nell’ambito di progetti e programmi UE per la ricerca e l'innovazione. Promotore della Digigreen Innovation e autore di diversi articoli sul tema della transizione digitale e verde, è docente dell’Online Certification Program for Digigreen Professionals del MIP Politecnico di Milano e del Master Executive SUSTMAG di Unitelma Sapienza. Da gennaio 2021 è membro del comitato tecnico scientifico di MADE – Competence Center Industria 4.0.

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