Un anno fa Premium AEROTEC, Daimler ed EOS hanno avviato il progetto NextGenAM. Lo scopo era quello di gettare le basi di un nuovo sistema per la produzione in serie, che facesse uso di tecnologie di stampa 3D.
Oggi la partnership fa registrare un traguardo fondamentale: è stato infatti reso operativo il primo impianto pilota presso la struttura di Premium AEROTEC a Varel, nella Germania del Nord.
L’Additive Manufacturing (AM) sta diventando un fattore sempre più importante a livello di settore, anche per quanto riguarda la produzione in serie. In questo contesto, il fornitore di aerostrutture Premium AEROTEC, il produttore di autoveicoli Daimler ed EOS, il più importante fornitore di tecnologie a livello mondiale per la stampa 3D industriale, hanno unito le forze nel progetto NextGenAM, che fondamentalmente ha come obiettivo lo sviluppo delle soluzioni di Additive Manufacturing di nuova generazione. Dall’avvio ufficiale del progetto nel maggio 2017, il team NextGenAM ha controllato l’intero processo AM per valutarne il potenziale di automazione. Ora è stato reso operativo il primo impianto pilota presso il centro tecnologico di Premium AEROTEC a Varel.
L’obiettivo del progetto è quello di sviluppare una cella di produzione completa, in grado di produrre componenti in alluminio per il settore automobilistico e quello aerospaziale. L’impianto pilota comprende macchinari per la produzione in AM, la post-elaborazione e il controllo qualità. L’innovazione per la catena di produzione sta nel fatto che i singoli passaggi e l’interazione di tutte le fasi del processo sono automatizzati e integrati, con l’eliminazione delle operazioni manuali. Di conseguenza, è possibile produrre componenti complessi, leggeri e al tempo stesso robusti. Inoltre, l’elevato livello di automazione rappresenta la base per una produzione ad alta redditività.
L’impianto pilota in dettaglio
Il centro della catena di produzione dell’impianto pilota è il sistema EOS M 400-4 per la stampa 3D industriale con materiali metallici. Il sistema è utilizzato in combinazione con le soluzioni previste dal concept EOS Shared-Modules ed è quindi dotato di una stazione per le polveri e collegato a una stazione indipendente di configurazione ed estrazione. Di conseguenza, il riempimento e lo svuotamento del sistema con il materiale in alluminio, la configurazione del sistema per la preparazione di un nuovo lavoro di produzione e l’estrazione dei componenti dal letto di polvere possono essere effettuati indipendentemente dell’effettivo processo di produzione AM e parallelamente a quest’ultimo, aumentando in maniera significativa la produttività. I componenti sottoposti al processo di Additive Manufacturing, inoltre, sono trasportati tra le singole stazioni in maniera completamente automatizzata, in un contenitore su un veicolo a guida autonoma.
L’automazione è arrivata anche nella fase di post-elaborazione: un robot prende la piattaforma di produzione con le parti dalla stazione di configurazione e la posiziona in un forno per il successivo trattamento termico. Lo stesso robot rimuove quindi di nuovo la piattaforma e la trasporta in un sistema di misurazione ottica tridimensionale per le attività di controllo qualità. Infine, la piattaforma di produzione viene trasferita a una sega a nastro, che ne separa i componenti, rendendoli disponibili per il successivo utilizzo.
Collaborare per progettare il futuro della produzione tramite Additive Manufacturing
Il successo dello sviluppo della process chain automatizzata è il risultato della proficua collaborazione tra tutti i partner del progetto, ognuno dei quali contribuisce con diverse competenze ed esperienze: EOS è l’azienda leader a livello mondiale per le tecnologie e la qualità delle soluzioni di fascia alta nel campo della stampa 3D industriale. Premium AEROTEC è stato il primo produttore a livello mondiale a fornire componenti strutturali stampati in serie in 3D per i velivoli Airbus. Finora per queste applicazioni è stata utilizzata polvere di titanio. Tuttavia, uno degli obiettivi del progetto NextGenAM è anche quello di qualificare l’alluminio per l’utilizzo. Il produttore di autoveicoli Daimler contribuisce con la propria esperienza nel campo della produzione di massa: un aspetto essenziale se l’impianto pilota dovrà essere utilizzato per la fabbricazione di componenti su larga scala.
“In questo progetto siamo già riusciti a ridurre significativamente il costo per pezzo in fase di produzione, creando così una prospettiva economica per gli impianti di stampa 3D digitale su larga scala”, ha commentato Thomas Ehm, CEO di Premium AEROTEC.
Tobias Abeln, Chief Technical Officer (CTO) di EOS, ha dichiarato: “L’integrazione del processo AM in una linea di produzione automatizzata è una tappa importante per l’applicazione della nostra tecnologia negli scenari di produzione in serie.”
Jasmin Eichler, Daimler AG, responsabile di Research Future Technologies, ha affermato: “La stampa 3D è sulla buona strada per affermarsi nel settore automotive come un ulteriore metodo di produzione con una grande versatilità. Con questo progetto di pre-sviluppo in collaborazione, stiamo compiendo un significativo passo avanti per rendere ancora più vantaggiosa dal punto di vista economico la stampa 3D di materiali metallici in tutta la process chain. Il progetto getta le basi per la realizzazione futura di volumi più elevati nel processo di produzione in serie del settore automotive, con la stessa affidabilità, funzionalità, longevità ed economicità dei componenti realizzati tramite i metodi di produzione tradizionali.”
Prospettive
Nei prossimi mesi, la process chain pilota sarà ulteriormente testata presso il centro tecnologico di Varel e parti della struttura saranno sottoposte ad audit. Verranno inoltre raccolti e analizzati dati di produzione con l’obiettivo di acquisire informazioni precise sui tempi di elaborazione, la redditività e l’ottimizzazione dei costi. Il progetto NextGenAM si sta quindi avvicinando progressivamente al proprio obiettivo: consentire la produzione in serie di componenti in alluminio altamente complessi tramite un processo di Additive Manufacturing particolarmente economico.
