Stratasys, Energy Group e Lucchese Industria, impegnate in un progetto di grande innovazione che riguarda tecnologie di automazione, additive manufacturing e robotica, integrate tra loro per un obiettivo ben definito: l’efficienza produttiva.
Da una parte, Stratasys, che da oltre trent’anni è un punto di riferimento nella produzione di stampanti 3D per uso industriale. Dal settore aerospaziale, a quello automotive passando al medicale e e automobilistiche a una serie di industrie di svariati settori e dimensioni, le stampanti 3D Stratasys permettono di operare in modo più veloce e creativo, riducendo i costi operativi grazie all’avanzata tecnologia e all’impiego di materiali sempre all’avanguardia.
Poi c’è Energy Group, società di SolidWorld Group, che da oltre venticinque anni commercializza stampanti 3D per applicazioni professionali a supporto della progettazione e dell'ottimizzazione del ciclo di sviluppo dei prodotti destinate a diversi settori, dall’ambito manifatturiero a quello medico, educativo e industriale. Molto più di un semplice rivenditore, Energy Group fornisce la consulenza e il supporto continuo di un team di esperti che, a partire dalle esigenze specifiche del cliente, individuano la soluzione che meglio permette di ottimizzare la produzione, riducendo tempi e costi, ma anche di migliorare qualità e prestazioni.
Infine, Lucchese Industria, il cui punto di forza è la sua squadra di professionisti altamente specializzati nell'automotive che, da oltre mezzo secolo, crea, sviluppa e realizza componenti e particolari estetici in materiale plastico, principalmente destinati agli interni delle automobili. Il fondatore, Mario Lucchese, ha iniziato a occuparsi di produzione di componenti plastici già nel 1970 e nel 2010 ha fondato, assieme a tre soci, Lucchese Industria, diretta derivazione della precedente Lucchese Stampi.
GUARDA ADESSO IL VIDEO CASE STUDY DI LUCCHESE INDUSTRIA
Fin dall’inizio, l’azienda ha abbracciato il paradigma Industria 4.0, avviandosi ad una duplice transizione, digitale ed ecologica.
L’orientamento verso il futuro è nel DNA di Lucchese Industria, che oggi può contare su due nuove figure chiave per l’ulteriore sviluppo dell’azienda, Alessandro Marchese, responsabile R&D Engineering, e Francesco Rover, responsabile di stabilimento, che raccolgono il testimone del fondatore mantenendo la stessa focalizzazione verso l’innovazione tecnologica, la sostenibilità ambientale e l’attenzione alle persone.
Il progetto di Lucchese Industria e le tecnologie selezionate
In Lucchese Industria, il design dei componenti suggerito direttamente dai clienti, viene sviluppato dal punto di vista meccanico e meccatronico ed elaborato attraverso software di progettazione 3D che permettono di testare preliminarmente la versione virtuale del componente, prima di eseguire lo stampaggio del prototipo, che viene poi ulteriormente testato attraverso prove fisiche e tecniche.
Solo quando il prototipo é stato approvato, si passa alla fase di ingegnerizzazione e poi alla produzione.
Fin dal 2017, Lucchese Industria, con il supporto di Energy Group, ha installato una stampante 3D Stratasys per la produzione di prototipi, di alcuni accessori per la produzione e per l’assemblaggio dei prodotti finiti. Si tratta, nello specifico, di mani di presa per robot cartesiani e collaborativi, posaggi per il controllo, posaggi per assemblaggi.
La scelta dell’azienda è ricaduta sulla stampante Stratasys Fortus 450mc, dotata di tecnologia FDM (Fused Deposition Modeling, modellazione a deposizione fusa), che particolarmente si adatta ad applicazioni di prototipazione e attrezzaggio.
Fortus 450mc permette di modificare i parametri di stampa per regolare i risultati e a questo si aggiunge la possibilità di espandere la selezione dei materiali utilizzati con materiali aggiuntivi sviluppati in collaborazione con fornitori di terze parti.
Obiettivi, risultati e prospettive future: la parola ai protagonisti in campo: Alessandro Marchese, R&D Engineering di Lucchese Industria
Cosa è cambiato con l’introduzione delle nuove tecnologie in stabilimento?
"Con l’adozione della stampante Fortus 450ms, Lucchese Industria è passata dai componenti metallici a quelli plastici. Si è trattato di una vera e propria rivoluzione, a partire dalla progettazione fino alla produzione. Questo generale ripensamento di modi e processi ha permesso anche di ottenere una maggiore efficienza complessiva, tanto più che un pezzo stampato è già pronto o semi-pronto per l’utilizzo, cosa che non accade con i sistemi di produzione classici, che prevedono tutta una serie di lavorazioni aggiuntive".
Cosa stampate con la Fortus 450mc? E come valuta le sue prestazioni?
"Riguardo alla stampante specifica, possiamo dire che è precisa, affidabile e in grado di garantire la ripetibilità del risultato su tutti i pezzi stampati. Per noi questi sono essenzialmente particolari di attrezzature utilizzate nel reparto produttivo. Abbiamo iniziato con il sostituire, con i pezzi stampati, i componenti metallici delle presse usate per la stampa. Poi siamo passati ai componenti per gli assemblaggi, ai calibri di misura, grazie alla precisione garantita dalla stampante, fino a realizzare delle vere e proprie isole collaborative uomo-macchina con la realizzazione di mani utensili impiegate dai robot".
Come funzionano queste nuove isole robotizzate?
"I nuovi hub robotizzati, un’evoluzione delle precedenti isole, prevedono attrezzature non solo per posizionare i pezzi, ma anche per convogliare il vuoto spinto. Mentre le isole collaborative erano destinate alla realizzazione di un solo prodotto, gli hub sono multifunzione, con l’utensile che viene semplicemente cambiato a seconda di ciò che si deve realizzare. L’obiettivo è sempre quello di sostituire il metallo con il pezzo stampato in materiale plastico".
È possibile stimare in termini numerici il miglioramento produttivo riscontrato con l’utilizzo della stampante 3D?
"Sicuramente possiamo parlare di una riduzione del 90% del tempo necessario per il setup delle mani di presa inserite nelle presse sui robot cartesiani per estrarre i pezzi dagli stampi, perché non occorre più posizionare la mano ad occhio, ma ci si avvale di centraggi predefiniti. Inoltre, abbiamo una diminuzione del 99% degli scarti dovuti a difetti di contraggio".
Ci sono state difficoltà iniziali?
"Sì, all’inizio il team R&D ha incontrato alcune difficoltà, sostanzialmente perché non si conoscevano bene i materiali (siamo partiti con ASA e oggi usiamo Ultem 9085, che ha rimpiazzato completamente l’alluminio), le resistenze, e le proprietà in generale. Si è dovuto fare un vero e proprio salto di qualità per conferire ai pezzi stampati la meccanica e la resistenza appropriata.
Dal punto di vista della progettazione, è stato necessario inserire delle accortezze specifiche e capire che tipo di struttura plastica occorre realizzare per adattarla alle specifiche esigenze: non si tratta, infatti, semplicemente di sostituire un pezzo classico con uno stampato, ma di un vero e proprio cambio di paradigma.
Una volta ripensata opportunamente, la progettazione subisce, come detto in precedenza, una drastica riduzione di tempi e sforzi".
Com’è stata la vostra esperienza con Stratasys ed Energy Group?
"Possiamo parlare di una comunicazione costante e di un supporto nell’ambito della progettazione e della produzione, sia per settare la macchina sia per scegliere i materiali".
Quali consigli darebbe alle aziende che stanno valutando di utilizzare stampanti 3D industriali?
"Essenzialmente direi di non focalizzarsi sul costo elevato dell’attrezzatura ma valutare sempre il costo complessivo del processo produttivo. In questa prospettiva i risparmi diventano evidenti".
L'intervista continua con Francesco Rover, responsabile Produzione
Come si inseriscono robotica e additive manufacturing nel processo di sviluppo e produzione di Lucchese Industria?
"Noi produciamo arredi per vetture in materiale termoplastico - dice Francesco Rover - e termoplastico rivestito. Il processo prevede l’applicazione del tessuto sul componente stampato attraverso l’utilizzo di cobot e mani utensili ottenute utilizzando la stampa 3D.
Si inizia con la spellicolatura del tessuto, successivamente il cobot, munito dell’utensile appropriato, prende il pezzo stampato, applica il tessuto in un punto e, tramite un rullo, lo fa aderire su tutta la superficie del pezzo. Lo deposita poi sul posaggio e completa la lavorazione della cosiddetta sellatura del pezzo. Segue un nuovo cambio utensile, in modo da effettuare il posizionamento del pezzo nella scatola. Tutti i posaggi e le mani di presa vengono realizzati attraverso la stampa 3D e questo permette un setup veloce all’interno dell’isola o dell’hub".
Quale è il beneficio più evidente che deriva dall'adozione di un’automazione avanzata, che integri robotica e 3D printing, in azienda?
"Il beneficio maggiore riguarda la qualità del lavoro: in Lucchese Industria le persone costituiscono il valore primario. Il nostro percorso verso l’automazione, la successiva implementazione di soluzioni robotiche, fino all’inserimento della stampante 3D nella nostra progettazione e nella produzione, mirano da sempre a un duplice scopo: aumentare l’efficienza produttiva e abilitare la crescita professionale delle persone. Persone che vengono liberate da attività ripetitive e logoranti, demandate ai robot, e valorizzate nelle loro capacità creative e competenze".
Cosa vede nel futuro di Lucchese Industria?
"In generale, la conferma di obiettivi come l’innovazione tecnologica, la sostenibilità e l’attenzione alle persone, come detto in precedenza. In pratica, questo si concretizza nella realizzazione di un numero sempre maggiore di hub collaborativi inseriti nel processo produttivo, con il fine di ottimizzarlo. E, inoltre, intendiamo promuovere ulteriormente il connubio fra automazione e stampa 3D per ottenere una sempre maggiore facilità di realizzo e semplicità di utilizzo dei componenti stampati".