Produzione additiva remota e sicura: meno fermo impianto per l’oil & gas
Nel settore oil & gas ogni ora di fermo impianto pesa in modo diretto sul conto economico: piattaforme, raffinerie e impianti di trattamento lavorano in condizioni gravose, spesso in aree remote o offshore, dove la sostituzione di un componente guasto può richiedere settimane per motivi logistici, autorizzativi e di sicurezza. In questo contesto, la produzione additiva non viene più vista solo come una tecnologia di prototipazione, ma come uno strumento operativo per tenere in funzione gli impianti, ridurre l’esposizione delle persone a contesti a rischio e alleggerire la catena di fornitura dei ricambi.
Il progetto coordinato che coinvolge Assembrix Ltd, HP, Sparely e Korall Engineering si inserisce esattamente in questo quadro: dimostra che è possibile gestire, in modo sicuro e certificato, la produzione remota di parti di ricambio attraverso una rete globale di service qualificati, mantenendo il controllo sui dati e sulla qualità del prodotto finito.
Un ecosistema a quattro attori: Assembrix, HP, Sparely e Korall Engineering
L’iniziativa nasce dalla collaborazione di quattro attori con ruoli complementari:
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Assembrix Ltd fornisce la piattaforma software di orchestrazione della produzione, basata su un’infrastruttura cloud sicura, che collega proprietari dei file, service di stampa e utilizzatori finali.
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HP mette a disposizione la propria tecnologia Multi Jet Fusion (MJF) per la stampa polimerica industriale, oltre al know-how sulla qualifica dei materiali e sulla ripetibilità di processo.
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Sparely si occupa della gestione dell’inventario digitale e del coordinamento della rete di siti produttivi distribuiti, trasformando i file 3D in ordini di produzione instradati verso gli impianti più idonei.
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Korall Engineering AS, azienda norvegese specializzata in componenti per l’ambito marino e offshore, fornisce la progettazione delle parti, in particolare una famiglia di ruote di manovra per valvole utilizzate in impianti oil & gas.
L’elemento centrale del progetto è che i componenti non sono prototipi da laboratorio, ma ricambi certificati oggi già installati in campo, su impianti reali. Ciò implica non solo la capacità di stampare il pezzo, ma anche di garantire tracciabilità, parametri di processo controllati e documentazione compatibile con le richieste degli enti di certificazione del settore energetico.
Dal file alla parte installata: il flusso digitale sicuro
Il flusso di lavoro definito dalle quattro aziende si può riassumere in alcune fasi chiave:
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Progettazione e qualifica del componente
Korall Engineering progetta le ruote di manovra delle valvole tenendo conto delle condizioni tipiche di esercizio in ambito marino e offshore: esposizione a nebbia salina, escursioni termiche, carichi ciclici, urti accidentali, requisiti ergonomici per l’operatore. Il progetto viene ottimizzato per la tecnologia MJF, in modo da assicurare resistenza meccanica e durata nel tempo con un consumo di materiale ridotto. -
Protezione dei dati e gestione degli accessi
I file di progetto e i parametri di fabbricazione vengono caricati sulla piattaforma di Assembrix, che implementa crittografia, controllo degli accessi e segmentazione del processo. L’obiettivo è fare in modo che il service che esegue la stampa non abbia mai accesso al file originale in chiaro, ma solo alle istruzioni necessarie alla produzione. Questo approccio riduce il rischio di copia non autorizzata o modifica dei modelli. -
Instradamento verso la rete produttiva di Sparely
Sparely riceve la richiesta di fornitura sotto forma di “pezzo digitale” e la instrada verso uno dei partner dotati di sistemi HP MJF qualificati. La scelta può tenere conto di fattori come disponibilità macchina, vicinanza al sito dell’impianto, tempi di consegna e costi logistici. -
Produzione additiva controllata e monitorata
Le stampanti HP MJF sono integrate nel flusso Assembrix: ogni job è tracciato, monitorato in tempo (quasi) reale e associato ai relativi dati di processo (parametri, lotti di materiale, log macchina). In questo modo si costruisce un “gemello digitale” del pezzo, utile sia per i requisiti di qualità sia per successive ottimizzazioni. -
Verifica, certificazione e consegna
I componenti vengono sottoposti a controlli dimensionali e, quando richiesto, a test funzionali. I dati di produzione e i report di controllo vengono associati al numero di serie del pezzo e resi disponibili a chi gestisce l’impianto. La parte può quindi essere installata come ricambio certificato, con un fascicolo documentale coerente con gli standard dell’industria oil & gas.
Ruote di manovra per valvole: perché partire da componenti “non critici”
Il progetto si concentra su ruote di manovra per valvole considerate non critiche dal punto di vista della sicurezza d’impianto, ma comunque essenziali nella gestione operativa quotidiana. Questi componenti presentano alcune caratteristiche interessanti come “porta di ingresso” per la stampa 3D nel settore:
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sono soggetti a usura meccanica e danneggiamenti accidentali (impatti, corrosione, deformazioni);
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hanno geometrie compatibili con la produzione polimerica avanzata, dove la tecnologia MJF può garantire robustezza, buona finitura superficiale e ripetibilità;
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non richiedono, nella maggior parte dei casi, l’impiego di leghe metalliche ad alte prestazioni, pur operando in ambienti difficili.
Korall Engineering sta portando avanti con DNV un processo di qualifica di diverse varianti del materiale HP 3D High Reusability PA12 per l’utilizzo in ambito offshore. L’obiettivo è arrivare a una base materiali formalmente approvata per contesti marini e oil & gas, creando una “libreria” di combinazioni parte-materiale-processo già riconosciute come idonee da un ente di certificazione. Questo passaggio è fondamentale per rendere scalabile il modello: senza materiali e processi qualificati, ogni nuovo componente richiederebbe un percorso di approvazione lungo e costoso.
Crittografia, tracciabilità e controllo: cosa rende “sicura” la produzione distribuita
La produzione distribuita porta con sé due tipi di rischio: furto o manipolazione dei dati di progetto e perdita di controllo sulla qualità quando si delega la produzione a service esterni. Per l’oil & gas, dove i componenti sono spesso soggetti a norme e ispezioni, questi rischi non sono accettabili.
La piattaforma di Assembrix affronta il problema separando il più possibile chi detiene il know-how da chi esegue la produzione:
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i file vengono scomposti in istruzioni di processo non immediatamente riconducibili al modello originale;
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i job sono cifrati durante la trasmissione, riducendo la probabilità di intercettazioni utili;
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l’utente che avvia la stampa ha una visibilità limitata ai parametri necessari, mentre log e dati sensibili restano sotto il controllo del proprietario del progetto;
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tutte le fasi, dalla preparazione alla stampa, sono registrate in modo immutabile, con data, ora, macchina utilizzata, operatore e lotti di materiale.
In parallelo, il contributo di HP riguarda la coerenza del processo: utilizzare la stessa famiglia di macchine, con pacchetti di parametri condivisi e protocolli di manutenzione standardizzati, semplifica la dimostrazione che un pezzo prodotto in siti diversi presenta prestazioni equivalenti. Sparely, infine, aggiunge uno strato di gestione operativa, assicurando che le richieste di ricambi siano soddisfatte dal nodo più efficiente della rete senza perdere la visibilità sul ciclo di vita di ogni parte.
Effetti sui tempi di fermo, sulla logistica e sui costi di inventario
Per un operatore oil & gas, il vantaggio più immediato di questo modello è la riduzione del tempo complessivo tra il guasto e l’installazione del nuovo pezzo. Con i canali tradizionali, il percorso può comprendere:
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verifica di disponibilità a magazzino locale;
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ordini verso magazzini centrali o fornitori esteri;
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trasporto via terra, mare o aria verso il sito dell’impianto;
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eventuali passaggi doganali e autorizzativi.
Con una rete di produzione distribuita, una parte qualificata può essere prodotta:
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in un service vicino al sito;
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oppure, in prospettiva, direttamente presso un impianto che dispone di sistemi AM collegati alla piattaforma.
In molti casi, questo si traduce in tempi dell’ordine–consegna ridotti da diverse settimane a pochi giorni. Il beneficio non è solo operativo: diminuendo la necessità di mantenere magazzini di sicurezza molto ampi, l’azienda può liberare capitale immobilizzato in scorte, ridurre la superficie di stoccaggio, semplificare i processi di gestione materiali e abbattere alcune voci di costo logistico.
Allo stesso tempo, la stampa 3D rende più semplice gestire varianti di progetto o aggiornamenti: anziché smaltire stock di componenti superati, è sufficiente aggiornare il file digitale e renderlo disponibile in produzione. Questo approccio si integra con la visione, sempre più diffusa nel settore, degli inventari digitali: i ricambi esistono prima come record in una libreria di asset digitali, pronti a essere materializzati dove e quando servono.
Sostenibilità e impronta ambientale: meno trasporti, meno sprechi
Oltre all’aspetto economico, la produzione additiva distribuita tocca il tema della sostenibilità, a cui gli operatori energetici dedicano ormai una parte importante delle proprie strategie. Ridurre la dipendenza da forniture centralizzate comporta:
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meno spedizioni via nave o via aereo;
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una diminuzione dei trasporti urgenti per singoli pezzi, spesso molto impattanti;
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la possibilità di produrre “on demand”, con una riduzione strutturale delle scorte inutilizzate.
La tecnologia MJF di HP utilizza polveri polimeriche con un tasso di riutilizzo elevato, che consente di recuperare una parte consistente della polvere non sinterizzata e impiegarla in lotti successivi, limitando gli scarti di materiale. In combinazione con componenti ottimizzati per peso e geometria, questo si traduce in un utilizzo più efficiente delle risorse.
Per Korall Engineering e i clienti finali, l’obiettivo non è solo sostituire un pezzo in modo più rapido, ma riflettere sulle prestazioni lungo l’intero ciclo di vita: durata in ambiente corrosivo, necessità di manutenzione, possibilità di riparazione o riciclo. La disponibilità di dati strutturati su ogni parte prodotta apre la strada a valutazioni più precise sull’impatto ambientale dei ricambi rispetto alle soluzioni convenzionali.
Il collegamento con Petrobras, LABi3D e l’espansione della manifattura additiva nell’energia
La collaborazione tra Assembrix, HP, Sparely e Korall Engineering non è un caso isolato, ma si inserisce in un trend più ampio in cui grandi operatori energetici investono in infrastrutture dedicate alla manifattura additiva. Un esempio significativo è Petrobras, che ha inaugurato il laboratorio LABi3D presso il centro di ricerca CENPES di Rio de Janeiro in collaborazione con 3DCRIAR. Il laboratorio è attrezzato con sistemi polimerici avanzati e pensato come hub per la sperimentazione e la produzione di componenti destinati ai processi petroliferi e del gas.
LABi3D viene presentato come uno strumento per rafforzare l’autonomia logistica di Petrobras, ridurre la dipendenza da fornitori lontani e testare in modo rapido nuove soluzioni tecniche. La convergenza tra laboratori come LABi3D e piattaforme software per la produzione distribuita suggerisce uno scenario in cui i grandi operatori combinano:
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centri AM interni ad alta competenza;
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reti di service esterni qualificati;
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infrastrutture digitali per orchestrare flussi di produzione sicuri e tracciabili.
In questo quadro, l’esperienza congiunta di Assembrix, HP, Sparely e Korall rappresenta un tassello già operativo di un ecosistema più ampio che coinvolge operatori energetici, service di stampa e fornitori di tecnologia a livello globale.
Altri casi d’uso: Siemens Energy, EOS e la manutenzione delle turbine
Un’altra area in cui la manifattura additiva sta diventando parte integrante delle strategie di manutenzione è quella delle turbine a gas e a vapore. Siemens Energy, ad esempio, utilizza da anni sistemi metallici EOS per la produzione di componenti complessi come palette, inserti di combustione e parti soggette ad alte temperature. In questo ambito, la stampa 3D consente:
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di realizzare geometrie interne per il raffreddamento impossibili da ottenere con tecniche convenzionali;
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di ridurre il numero di componenti assemblati, semplificando montaggio e manutenzione;
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di riprogettare parti esistenti con prestazioni migliorate, mantenendo compatibilità con gli impianti già installati.
Questi casi dimostrano che l’adozione della manifattura additiva nell’energia non si limita alla prototipazione o agli attrezzi di officina, ma si estende sempre più alla manutenzione di asset critici. Il progetto congiunto di Assembrix, HP, Sparely e Korall, pur partendo da componenti polimerici non critici, si colloca sulla stessa traiettoria: costruire processi, standard e fiducia necessari per spostare la stampa 3D verso applicazioni sempre più strategiche.
Verso supply chain data-driven e inventari completamente digitali
L’elemento forse più interessante del progetto è la componente data-driven. Ogni pezzo prodotto genera un flusso di dati che comprende:
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parametri di processo dettagliati;
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informazioni su macchina, materiale, operatore e controlli eseguiti;
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eventuali note sul comportamento in esercizio, raccolte dopo l’installazione.
Questi dati possono essere utilizzati per:
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migliorare i parametri di stampa e ridurre i difetti di produzione;
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prevedere il comportamento dei componenti in condizioni diverse;
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identificare pattern di guasto ricorrenti e intervenire sulle cause a monte.
Nel medio periodo, un numero crescente di parti prodotte e monitorate alimenterà modelli predittivi che permetteranno a operatori e fornitori di ricambi di passare da una gestione reattiva a una gestione proattiva della manutenzione. In questo senso, la produzione additiva remota non è solo un modo diverso di realizzare i pezzi, ma un cambio di paradigma nella gestione dei dati associati ai ricambi e alla loro vita utile.
Conclusioni: perché questo progetto è un segnale importante per l’oil & gas
Il programma che coinvolge Assembrix, HP, Sparely e Korall Engineering mostra che:
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è possibile produrre parti di ricambio certificate attraverso una rete globale di service senza perdere il controllo sui dati e sulla qualità;
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la combinazione di crittografia, flussi digitali chiusi e piattaforme di orchestrazione consente di proteggere la proprietà intellettuale in un contesto di produzione distribuita;
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l’adozione di questo modello genera benefici misurabili su tempi di fermo impianto, costi logistici e gestione delle scorte;
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l’integrazione con iniziative di grandi operatori come Petrobras e con l’esperienza di aziende come Siemens Energy suggerisce che la manifattura additiva sta diventando un tassello stabile della strategia di lungo periodo dell’industria energetica.
La direzione è chiara: ricambi sempre più digitali, produzioni localizzate e guidate dai dati, supply chain più agili e trasparenti. Per l’oil & gas, significa trasformare un vincolo storico – la complessità logistica – in un ambito di innovazione continua.
