Industrializzazione e digitalizzazione di successo della produzione additiva
Monaco di Baviera/Oberschleissheim. L’industrializzazione e la digitalizzazione della produzione additiva (AM) per i processi di serie nel settore automobilistico ha avuto successo.
Tre anni fa è stato lanciato un consorzio di progetti finanziato dal Ministero Federale Tedesco dell’Istruzione e della Ricerca (BMBF) e guidato dal BMW Group, con piccole e medie imprese, grandi aziende e istituti di ricerca. L’obiettivo comune era rivoluzionare la stampa 3D in metallo nella produzione standard di automobili.
I 12 membri del consorzio hanno presentato la riuscita implementazione del progetto IDAM (Industrialisation and Digitalisation of Additive Manufacturing) presso il BMW Group Additive Manufacturing Campus di Oberschleißheim, dove è stata allestita e preparata una linea di produzione di stampa 3D connessa digitalmente e completamente automatizzata per produzione standard automobilistica. Una linea aggiuntiva si trova presso la ditta GKN Powder Metallurgy a Bonn.
Circa 50.000 componenti all’anno possono essere prodotti a costi contenuti nella produzione di parti comuni, nonché oltre 10.000 parti singole e nuove, mediante la stampa 3D con Laser Powder Bed Fusion (LPBF): il materiale di partenza, polvere di metallo, viene rifuso con un laser, strato dopo strato, nel punto in cui il componente solido deve essere creato ad ogni livello. L’utilizzo di questo processo di stampa 3D significa che alcuni strumenti non sono più necessari e si possono realizzare nuove possibilità di progettazione, il che aumenta notevolmente la flessibilità.
Partendo da uno schema concettuale nel 2019, i sistemi di trasporto senza conducente (FTS) completamente automatizzati ora trasportano le camere di costruzione mobili delle stampanti 3D tra i moduli nelle linee di produzione IDAM. Le macchine sono orchestrate da un’unità di controllo centrale che consolida tutti i dati di produzione dai singoli moduli di linea per garantire la massima produttività e qualità.
Nel corso del progetto sono stati sviluppati concetti innovativi per la generazione automatizzata di dati di costruzione della stampa 3D. I moduli completamente automatizzati ora trasportano la polvere metallica lavorata alle stazioni di lavoro dove preparano il materiale in modo indipendente. La post-elaborazione dei componenti realizzati avviene in stazioni appositamente progettate e completamente automatizzate. La qualità dei componenti è la priorità assoluta. L’assicurazione della qualità dei pezzi finiti avviene in linea, durante il processo di fusione laser, tramite sensori. Ciò include il controllo delle emissioni del bagno fuso con una telecamera CMOS e un pirometro. Gli algoritmi di intelligenza artificiale vengono utilizzati per correlare i dati raccolti con la qualità effettiva dei componenti. Ciò significa che le deviazioni di processo possono essere già identificate durante la produzione e valutata la qualità dei componenti.
La riuscita attuazione del progetto ha richiesto l’esperienza di tutti i partner del progetto. Questo è stato l’unico modo per ottenere la digitalizzazione e l’automazione nell’ingegneria meccanica e impiantistica, nella progettazione dei componenti e nell’area della stampa 3D dei metalli.
“Sin dal primo giorno del progetto, si è potuto sentire lo spirito di squadra tra i partner. Imparare gli uni dagli altri, sviluppare insieme soluzioni innovative e sfruttare al meglio i punti di forza individuali di ciascun partner: questi sono stati fondamentali per l’industrializzazione e la digitalizzazione della produzione additiva di successo”, secondo Felix Haeckel, leader del consorzio e project manager del BMW Group.
