Melotte, azienda belga specializzata in lavorazioni di alta precisione e produzione additiva metallica, ha implementato un sistema di raccolta e gestione dati sviluppato insieme alla società di consulenza olandese Additive Center e alla software house tedesca amsight GmbH, con l’obiettivo di supportare la produzione industriale di componenti per semiconduttori.
Il progetto mira a spostare il controllo qualità da un approccio reattivo, basato prevalentemente su ispezioni finali e tomografia computerizzata (CT), a un modello proattivo, fondato su tracciabilità completa dei parametri di processo e analisi strutturata dei dati lungo l’intero ciclo di vita del pezzo.
Dalla materia prima al CT scan: una catena dati continua
La nuova piattaforma collega in un unico flusso digitale tutte le fasi della produzione: ingresso della materia prima in stabilimento, preparazione e gestione delle polveri, build sulla macchina di stampa 3D metallica, post-processi (come rimozione supporti, trattamenti termici, eventuale HIP e finitura) e controllo finale tramite CT scanning.
Per ogni componente, viene creato un “digital thread” che associa in modo strutturato variabili come lotto di polvere, parametri macchina, log di processo, eventi anomali, condizioni di riuso del materiale e risultati delle ispezioni, consentendo a Melotte di ricostruire rapidamente la storia produttiva di ogni parte in caso di audit, non conformità o richieste dei clienti della filiera semiconduttori.
Dal monitoraggio macchina al controllo di processo
Secondo Additive Center, uno degli equivoci più frequenti nell’adozione della manifattura additiva in ambito industriale è confondere il semplice “monitoraggio macchina” (per esempio osservare solo i segnali della sorgente laser o gli allarmi di sistema) con un vero controllo di processo.
Nel caso di Melotte, il sistema realizzato con amsight integra i dati dell’intero ciclo di vita del pezzo invece di limitarsi alla macchina, abilitando una visione più ampia: la qualità non viene più valutata solo a valle, ma è supportata da indicatori che permettono di individuare derive di processo prima che si traducano in difetti rilevati dal CT o da altra metrologia.
Identificazione dei parametri critical-to-quality (CTQ)
Un obiettivo dichiarato dai partner è l’analisi dei dati storici per identificare i parametri critical-to-quality (CTQ), cioè quelle variabili di processo che influenzano in modo diretto la conformità del componente rispetto ai requisiti del settore semiconduttori.
Lavorando su un dataset che copre polvere, macchina, post-processi e controlli, Melotte può definire finestre operative ottimali e correlare deviazioni minime dei parametri (per esempio variazioni nell’energia di esposizione o nei cicli termici) con l’esito delle verifiche dimensionali o dei controlli volumetrici, riducendo la necessità di eseguire CT scan su ogni singolo pezzo.
Industrializzazione della supply chain per semiconduttori
Melotte vede in questa infrastruttura dati un tassello chiave per l’industrializzazione della produzione additiva nella supply chain dei semiconduttori e in altre filiere high-tech, in particolare nei Paesi Bassi.
La possibilità di dimostrare tracciabilità end-to-end e stabilità di processo è un prerequisito per scalare dalle serie pilota alla produzione qualificata, in un contesto in cui i clienti richiedono evidenze documentate, standardizzate e facilmente verificabili sul percorso di ogni componente e sul controllo dei rischi legati a materiali, parametri e prestazioni finali.
Il ruolo di amsight come piattaforma dati per l’AM
Amsight GmbH è una spin-off del Fraunhofer IAPT focalizzata su software per la gestione dati e la qualità nella stampa 3D industriale, con un approccio basato su digital twin di processo: dalla gestione delle polveri fino al componente finito, la piattaforma consolida dati eterogenei e li rende interrogabili per analisi e ottimizzazione.
In altri casi industriali, come l’adozione da parte di MMB Volum-e, amsight è già stata integrata con parchi macchine LPBF multipli, sostituendo fogli di calcolo e archivi locali con un sistema centralizzato capace di alimentare audit, qualifiche e attività di miglioramento continuo, riducendo al contempo il carico manuale per preparare la documentazione qualità.
Additive Center come partner di industrializzazione
Additive Center, con sede nei Paesi Bassi, lavora come partner di industrializzazione per aziende che vogliono portare la produzione additiva a livello di processo maturo, combinando competenze su materiali, progettazione e controllo qualità.
Nel progetto con Melotte e amsight, il ruolo di Additive Center è stato quello di definire il modello di raccolta dati, i requisiti di tracciabilità e gli indicatori di processo rilevanti per il settore semiconduttori, orchestrando l’integrazione tra ambiente produttivo e software per arrivare a un sistema utilizzabile in produzione e non solo in fase pilota.
Verso una riduzione delle ispezioni e un aumento della prevedibilità
Con una piattaforma che registra sistematicamente i parametri di processo e li collega alla qualità finale, Melotte punta a ridurre l’overhead di ispezione, in particolare il ricorso massivo alla tomografia computerizzata, mantenendo però o migliorando il livello di affidabilità richiesto dal mercato dei semiconduttori.
La possibilità di sfruttare dati storici per identificare pattern e correlazioni permette di aumentare la prevedibilità del processo, evidenziare tempestivamente scostamenti tra macchine o lotti di materiale e documentare in modo strutturato la conformità, in linea con le aspettative delle filiere regolamentate che si stanno orientando verso standard e framework digitali per la qualità nella produzione additiva.
