Industria 4.0: il progetto FESR Lombardia su manifattura additiva e stampa 3D

Si chiama IRCRAM 4.0 il progetto cofinanziato dal POR FESR Lombardia 2014-2020 che, grazie a nuove tecniche di stampa 3D, algoritmi intelligenti e materiali innovativi, sta rivoluzionando in ottica 4.0 la produzione di navi, aerei, razzi spaziali.

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Acronimo di International Research Center for Robot and Additive Manufacturing 4.0 (IRCRAM 4.0), il progetto è stato selezionato tra le 33 proposte presentate a valere sulla Call Hub Ricerca e Innovazione del Programma operativo della Regione Lombardia sul Fondo europeo per lo sviluppo regionale (FESR) per il periodo 2014-2020.

Dal FESR Lombardia i fondi europei per ICRAM, il progetto Industria 4.0

IRCRAM ha beneficiato di un contributo FESR pari a oltre 2,6 milioni di euro, su un valore complessivo del progetto di 6,4 milioni.

Il partenariato che c'è dietro al progetto è guidato da Camozzi Automation S.p.A. e, oltre alla capofila specializzata in sistemi e tecnologie per l’Automazione Industriale, comprende due centri di ricerca e due PMI: Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia -IIT, Kilometro Rosso Innovation District, FAE S.r.l., D&G Impianti Elettrici Snc.

MasterPrint, la stampante 3D più grande al mondo arriva a Milano

Nell'ambito del progetto, l’IIT ha installato presso il Centro Ricerche Camozzi di Milano MasterPrint, la più grande stampante 3D al mondo in grado di realizzare manufatti lunghi fino a 12 metri.

Il mercato a cui si rivolge è specifico, ma dalle grandi potenzialità di crescita, e riguarda la realizzazione di componenti funzionali di grandi dimensioni, ad alto valore aggiunto e dei tooling in materiale termoplastico necessari a realizzarli. I settori di riferimento sono in primis quello aerospaziale, ma anche navale, dell’energia e dei trasporti.

L’innovazione portata dalla manifattura additiva in questi settori è evidente.

“Prendiamo come esempio il campo aerospaziale: a oggi molti componenti funzionali vengono prodotti mediante l’uso di stampi in metallo – ha spiegato Mirco Chiodi, R&D Managing Director del Camozzi Research Center -, utilizzare invece una stampante 3D come MasterPrint e materiali termoplastici (o compositi, nel caso di altre stampanti Ingersoll) ha vantaggi evidenti. Anzitutto nei tempi: per produrre gli stessi componenti utilizzando stampi in metallo, ci sono tempi d’attesa che possono essere anche di 6 o 9 mesi mentre per stamparne in 3D di analoghi bastano una o due settimane”.

Un esempio perfetto di questo vantaggio strategico è la produzione delle due coppie di robot che ora monitorano mediante algoritmi intelligenti lo status del nuovo Ponte San Giorgio di Genova. I robot sono stati progettati e realizzati in partnership con IIT in tempi record. Questo anche grazie all’uso di MasterPrint, che è stata usata per la produzione degli stampi necessari alla realizzazione delle strutture in carbonio dei robot.

Lato costi, il risparmio è dato anche da una minor uso di materiali e dalla maggiore flessibilità che permette di realizzare prototipi o variazioni customizzate.

Non ultima, c’è la questione sicurezza: utilizzare stampi 3D permette di automatizzare un processo finora gestito da operatori, e dunque “sottrarli a mansioni potenzialmente pericolose per il calore e la vicinanza ai metalli”.

Il nuovo approccio 4.0 e la formazione al Kilometro Rosso

Automatizzare produzioni di manifattura additiva per componenti di grandi dimensioni significa dunque permettere al personale di passare ad altre mansioni, più sicure e gratificanti, come quelle di controllo.

Qui entra in campo l’approccio 4.0: ovvero l’idea di installare su MasterPrint una serie di sensori, per abilitare un controllo intelligente, in real-time e in retroazione del processo di stampa, in modo da controllare e migliorare la precisione dimensionale dei pezzi stampati e le loro proprietà meccaniche.

Su questo punto, il progetto ICRAM 4.0 - concluso a novembre 2022 - ha avviato la fase di test, sempre nel centro di ricerca di Milano. Ora l’obiettivo è quello di passare all’industrializzazione della MasterPrint integrata da sensori.

Del resto “a livello mondiale tutti gli attori principali stanno lavorando per andare in questa direzione. Grazie a IRCRAM - ha spiegato Chiodi - noi oggi siamo un passo davanti agli altri. E vorremmo mantenere e incrementare questo vantaggio competitivo”, nel mercato dei grandi manufatti realizzati in 3D”.

Anche per questo, il progetto ha guardato “all’intera filiera: quello che abbiamo voluto fare è cambiare approccio alla manifattura additiva dall’inizio alla fine del processo. Perché un prodotto stampato in 3D richiede una progettazione del tutto diversa, e ha caratteristiche differenti. La sua resistenza meccanica ad esempio può non essere isotropa come la controparte prodotta con metodi tradizionali”.

Non a caso allora IRCRAM 4.0 ha portato anche alla messa a punto di grip robotiche (i tool necessari alla presa di manufatti) sensorizzate, studiate insieme all’IIT, “in grado di distinguere i diversi gradi di resistenza dei prodotti che stanno maneggiando”.

E ancora, il progetto ha visto anche lo studio di nuovi materiali termoplastici, compositi e metallici da utilizzare per la stampa 3D di grandi dimensioni, e di nuove tecniche di progettazione in 3D, diffuse sul territorio grazie a corsi attivati nel campus Kilometro Rosso.

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Foto di Mikhail Nilov da Pexels