Aggiustare oggetti rari e componenti meccanici ad alto valore? In Polo Meccatronica, a Rovereto, con l’additive manufacturing, si può.

ProM Facility, il laboratorio per la prototipazione e lo sviluppo prodotto di Polo Meccatronica a Rovereto (Trento), ha festeggiato il 3 aprile scorso i suoi primi due anni di attività.

Un traguardo al quale hanno brindato in particolare i sette tecnologi e i venti laureandi, dottorandi e ricercatori che negli ultimi 12 mesi si sono alternati – in collaborazione con aziende provenienti dalle diverse regioni d’Italia e dall’estero – nell’uso, nello studio e nella progettazione industriale sui suoi macchinari per l’Industria 4.0 del valore complessivo di oltre 6 milioni di euro: scanner e stampanti 3D a polveri metalliche e polimeriche, taglio laser di tubi e lamiere, macchine utensili ibride per le lavorazioni additive e sottrattive, nonché sistemi per la metrologia e il controllo qualità e infrastrutture ICT.

Tanti e diversi gli ambiti di intervento, dall’automotive al biomedicale, passando per l’impiego di tecnologie additive ibride per la riparazione di oggetti usurati o danneggiati nell’ottica dell’economia circolare e della sostenibilità ambientale dell’industria meccanica.

Di questo aspetto si è occupato nello specifico Matteo Perini, dottorando dell’Università di Trento, che ha lavorato sulla Dmg Mori Lasertec 65 3D.

Unica in Italia nel suo genere, questa macchina – di fatto una fresa CNC a 5 assi – è dotata di un ugello capace di depositare polvere metallica e di fonderla istantaneamente grazie ad un fascio laser.

Così facendo, la Lasertec può dunque operare secondo i principi della tecnologia additiva ibrida, ovvero è in grado sia di aggiungere che di rimuovere materiale durante la lavorazione.

Il risultato di tale operazione di addizione è una sorta di “cordone di saldatura” che, per strati sovrapposti, permette di realizzare forme complesse.

I materiali che si possono utilizzare nel processo sono molteplici: dal bronzo all’acciaio inox e a quello per utensili. Ancora off-limit, per ora, i materiali reattivi, ovvero quelli che a contatto con l’aria reagiscono incendiandosi, come l’alluminio e il titanio, perché necessiterebbero di un ambiente di lavoro completamente inertizzato.

L’innovativa capacità della Lasertec di riuscire a depositare materiali metallici su superfici esistenti, seguendone perfettamente il profilo, ha suggerito a Matteo Perini l’idea di sperimentare il possibile impiego della tecnologia ibrida nell’ambito della riparazione di oggetti danneggiati.

Una simile ipotesi si rivela particolarmente interessante nel caso di pezzi di elevato valore o addirittura unici, che non possono essere sostituiti in toto.

Si pensi a manufatti antichi, ma anche a componenti meccaniche di un’articolata catena di montaggio che devono essere sostituite completamente anche per difetti molto piccoli.

Tra queste figurano per esempio le eliche delle navi o gli stampi per la pressofusione: in entrambi i casi parliamo infatti di elementi costosi, in cui anche un danno di modesta entità compromette significativamente le funzionalità dell’intera struttura.

Fino ad oggi la riparazione di questi oggetti viene effettuata mediante l’apporto di materiale tramite saldatura, seguito da lunghe fasi di rifinitura manuale. Un processo che, di fatto, dipende in maniera determinante dall’esperienza del lavoratore ed è quindi facilmente soggetto a errori e molto costoso.

Al contrario, la tecnologia ibrida garantisce la piena ripetibilità del processo e consente di rilavorare il materiale aggiunto tramite la fresatura, senza mai dover cambiare macchina.

A tal fine Perini ha scritto un software che permette di confrontare una scansione 3D dell’oggetto danneggiato con il suo modello solido CAD individuando i difetti superficiali. I modelli tridimensionali dei volumi da ripristinare vengono elaborati e passati al CAM il quale crea i percorsi utensile per aggiungere il materiale dove necessario e per rifinire, tramite fresatura, le superfici riportandole allo stato originario.

Grazie a questo programma si può quindi semplificare e rendere più efficiente l’intero processo di riparazione andando ad evitare errori sia nella procedura di aggiunta del materiale che nelle fasi di ripristino della forma originale.

La sperimentazione sta dando ottimi risultati e nel prossimo futuro si procederà all’impiego di nuovi materiali e all’automatizzazione ancora più spinta del processo.

Il sistema di valore di Polo Meccatronica

In Trentino operano nella filiera meccanica-meccatronica circa 800 aziende con 9.700 addetti. Un cluster a valore che vede in particolare la presenza qualificata di aziende dell’automotive, del comparto dei sistemi intelligenti e della robotica, della sensoristica e dell’automazione industriale.

In questo contesto si innesta il progetto Polo Meccatronica: un hub tematico che si sviluppa su una superficie complessiva di 14 ettari, con spazi produttivi modulari a disposizione per nuovi insediamenti e il laboratorio ProM Facility per la prototipazione e lo sviluppo prodotto.

Il polo si basa sul triangolo della conoscenza che vede l’incontro tra imprenditori, ricercatori e studenti.

Qui operano infatti circa 50 aziende, dai grandi gruppi industriali alle PMI e alle startup innovative; ma sono presenti anche enti di ricerca come Fondazione Bruno Kessler, l’Università di Trento e tre istituti scolastici (CFP Veronesi, ITT Marconi, Liceo STEAM International), in un’ottica di sinergia e formazione specializzata.

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