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Saturday, 16 Dicembre 2017
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Tecnologie additive: al via l’iperammortamento

Nella Gazzetta Ufficiale Serie Generale n.297 del 21-12-2016 - Suppl. Ordinario n. 57 è stata pubblicata la “legge di stabilità 2017” (Legge 11 dicembre 2016, n. 232), entrata in vigore dall’1 gennaio 2017. L’art. 1, nei commi da 8 a 12 e relativi allegati A e B, recepisce le misure previste dal “Piano Industria 4.0” e, in particolare, la misura dell’iperammortamento per i beni “Industria 4.0”.
Tra i beni oggetto dell’iperammortamento al 250% previsto dal Piano, le tecnologie additive e le macchine utensili sono ben rappresentate, grazie all’interazione del MISE con UCIMU - Sistemi per Produrre e AITA - Associazione Italiana Tecnologie Additive avvenuta nelle discussioni preparatorie.
In particolare, l’azione si applicherà a:
r sistemi di misura a coordinate e no (a contatto, non a contatto, multi-sensore o basati su tomografia computerizzata tridimensionale) e relativa strumentazione per la verifica dei requisiti micro e macro geometrici di prodotto per qualunque livello di scala dimensionale (dalla larga scala alla scala micro-metrica o nano-metrica) al fine di assicurare e tracciare la qualità del prodotto e che consentono di qualificare i processi di produzione in maniera documentabile e connessa al sistema informativo di fabbrica;
r altri sistemi di monitoraggio in process per assicurare e tracciare la qualità del prodotto o del processo produttivo e che consentono di qualificare i processi di produzione in maniera documentabile e connessa al sistema informativo di fabbrica;
r sistemi per l’ispezione e la caratterizzazione dei materiali (per esempio macchine di prova materiali, macchine per il collaudo dei prodotti realizzati, sistemi per prove o collaudi non distruttivi, tomografia) in grado di verificare le caratteristiche dei materiali in ingresso o in uscita al processo e che vanno a costituire il prodotto risultante a livello macro (a esempio caratteristiche meccaniche) o micro (ad esempio porosità, inclusioni) e di generare opportuni report di collaudo da inserire nel sistema informativo aziendale;
r dispositivi intelligenti per il test delle polveri metalliche e sistemi di monitoraggio in continuo che consentono di qualificare i processi di produzione mediante tecnologie additive;
filtri e sistemi di trattamento e recupero di acqua, aria, olio, sostanze chimiche, polveri con sistemi di segnalazione dell’efficienza filtrante e della presenza di anomalie o sostanze aliene al processo o pericolose, integrate con il sistema di fabbrica e in grado di avvisare gli operatori e/o di fermare le attività di macchine e impianti.
La misura di iperammortamento riguarda anche i software (elencati nell’all.B), con un tasso però del 140% e solo se collegati a investimenti in beni strumentali “Industria 4.0” elencati nell’all.A. Per il settore, possono essere di interesse, fra gli altri, quelli della voce software, sistemi, piattaforme e applicazioni per la progettazione, definizione/qualificazione delle prestazioni e produzione di manufatti in materiali non convenzionali o ad alte prestazioni, in grado di permettere la progettazione, la modellazione 3D, la simulazione, la sperimentazione, la prototipazione e la verifica simultanea del processo produttivo, del prodotto e delle sue caratteristiche (funzionali e di impatto ambientale), e/o l’archiviazione digitale e integrata nel sistema informativo aziendale delle informazioni relative al ciclo di vita del prodotto (sistemi EDM, PDM, PLM, Big Data Analytics). Ricordiamo che l’azione di iperammortamento avrà applicazione per il periodo 1 gennaio 2017 - 31 dicembre 2017, prolungabile fino al 30 giugno 2018, a condizione che entro la data del 31 dicembre 2017 il relativo ordine risulti accettato dal venditore e che sia avvenuto il pagamento di acconti in misura pari ad almeno il 20% del costo di acquisizione.
Inoltre, sarà necessaria una perizia che attesti i requisiti di connettività e integrazione stabiliti dallo strumento legislativo. Lo spartiacque tra l’autocertificazione da parte dell’utilizzatore e l’intervento di un perito/ingegnere o società di certificazione è definito da un valore del bene pari a 500.000 euro. Inoltre, sono iperammortizzabili sia i beni acquisiti in proprietà sia quelli acquisiti con contratto di locazione finanziaria (leasing).

Febbraio-Marzo 2017

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Progettiamo additivo!

Nel pomeriggio di giovedì 10 marzo 2016 il Campus Luigi Einaudi di Torino ha ospitato il convegno “Progettiamo additivo! Aspetti di prodotto, processo e gestione per le tecnologie additive”, organizzato e presieduto da AITA-Associazione Italiana Tecnologie Additive, in collaborazione con CEIP, Centro Estero per l’Internazionalizzazione Piemonte. Nel corso dell’evento, che ha visto oltre 80 partecipanti, sono intervenuti esperti del settore provenienti dall’università e dai centri di ricerca, sia da aziende produttrici di sistemi e fornitori di servizi che gravitano attorno al modo additivo, sia utilizzatori.

di Carlo Alberto Biffi

Maggio-Giugno 2016

L’obiettivo dichiarato dalla locandina dell’evento era quello di prendere atto delle nuove sfide rivolte alla soddisfazione dei criteri di qualità, funzionalità e costo, che devono caratterizzare i componenti prodotti mediante le tecnologie additive.I temi principalmente trattati nel corso del workshop riguardano gli strumenti utilizzabili in fase di progettazione per ottimizzare le prestazioni del componente, la modellazione dei materiali prodotti in modo additivo, le correlazioni tra i processi additivi principalmente mediante fascio laser (e i loro parametri di processo) e le operazioni di finitura e le scelte tecnico-gestionali necessarie per minimizzare i costi e massimizzare la resa dei processi e le prestazioni dei prodotti.

Progettare i componenti in modo dedicato
I lavori sono stati aperti dal coordinatore di AITA Enrico Annacondia e da Erika Manis, Centro Estero per l’Internazionalizzazione Piemonte, i quali hanno dato il benvenuto ai partecipanti e introdotto i temi principali dell’evento. Il primo intervento è stato tenuto da Domenico Squillace e da Sara Gilio di UNINFO, che hanno sottolineato l’importanza e la necessità di avere delle normative per il mondo della produzione additiva. Esiste una commissione che lavora nel campo additivo in UNINFO. A riguardo, è stato proposto un nuovo comitato avente l’obiettivo di definire e fornire delle normative a livello europeo per garantire la coerenza qualitativa nella produzione di componenti mediante queste nuove tecnologie. Esistono, infatti, a livello europeo e mondiale delle norme su questo tema, in rapida accelerazione dato l’enorme interesse. È stato dunque sottolineato quanto tali normative debbano essere richieste e proposte partendo dal livello nazionale. Successivamente, in un secondo intervento da parte del professor Iuliano del Politecnico di Torino è stato messo in luce il tema dell’integrazione delle tecnologie additive con i processi convenzionali per la finitura dei componenti metallici; i principali processi di finitura riguardano la rimozione dei supporti mediante taglio per elettroerosione, i trattamenti termici di distensione e la finitura superficiale per garantire le tolleranze da progetto. È stato inoltre sottolineato come le tecnologie di produzione additiva debbano essere confrontate ai processi di casting tradizionali (come la fonderia in cera persa) e non ai processi di asportazione di truciolo, di cui, tra l’altro, hanno bisogno per la fase di finitura. Infine, è stato ribadito come sia necessario progettare i componenti in modo dedicato e indirizzato alle caratteristiche della tecnologia di produzione per la valorizzazione delle prestazioni dei prodotti: le conseguenze sono minore peso, maggiore resistenza meccanica a pari peso, integrazione funzionale in un unico componente.

Posizionare il materiale “solo dove serve”
Nel terzo intervento Giulio Turinetti di Altair ha trattato il tema dell’ottimizzazione topologica in fase di progettazione di componenti che vengono prodotti in modo additivo. Questo significa liberare il progettista dalle consuetudini legate alle forme realizzabili mediante metodologie non additive: ora è possibile pensare a forme organiche o libere da vincoli tecnologici di produzione, portando come dote innovazione, personalizzazione e accelerazione di sviluppo tecnologico. L’ottimizzazione topologica è una tecnica matematica che consente di posizionare il materiale “solo dove serve” in funzione di vincoli, quali i carichi da applicare alla struttura. Questa tecnica ha come obiettivi il raggiungimento di minori pesi, maggiore produttività e la valutazione della migliore tecnologia produttiva per uno specifico componente (che sia una tecnologia additiva oppure un’altra tecnica di lavorazione). Le migliori prestazioni dell’ottimizzazione topologica sono raggiunte quando non sono forniti vincoli sulle tecniche produttive, ma sulle funzionalità del componente. Per esempio, qualora la soluzione fosse scegliere la tecnologia additiva come metodo di produzione, è possibile ottimizzare la geometria del prodotto affinché si favorisca una semplice separazione tra il medesimo e la piastra di costruzione per ridurre il numero di supporti. Un altro esempio di vincolo è l’utilizzo di materiale completamente denso oppure di strutture trabecolari, dando però per scontato di aver scelto una tecnologia additiva per la produzione del componente.

Materiali e modellazione di processo
Nel quarto intervento la discussione è stata focalizzata sui materiali: Dante Pocci del Centro Sviluppo Materiali (CSM) ha trattato dell’aspetto metallurgico dei componenti prodotti con le tecnologie additive. La chiave di lettura fornita è quella di considerare i processi additivi molto simili alla saldatura, date le velocità di raffreddamento comparabili. I materiali che sono generalmente utilizzati nei processi di fonderia possono creare delle difficoltà se utilizzati nelle lavorazioni additive, in quanto le velocità di raffreddamento sono differenti. A riguardo di questo tema, è stato sottolineato come sia disponibile sul mercato una ridotta scelta di materiali sotto forma di polvere con caratteristiche idonee (forma e dimensione) per essere impiegate in processi additivi; per superare questa problematica, il CSM si è dotato di un sistema di atomizzazione via gas per la produzione di polveri in modo tale da ottimizzare la  composizione chimica in funzione della tecnologia specifica. Successivamente, il dibattito si è spostato sul tema della modellazione di processo: Federico Valente di Itacae ha presentato un’offerta innovativa di una piattaforma di servizi e di strumenti abilitanti per la progettazione strutturale dedicata ai processi additivi. In particolare, ha mostrato un esempio applicativo in cui è stata eseguita una simulazione numerica di un processo di deposizione a filo: le variabili di risposta ottenute sono le distorsioni termiche e le tensioni residue, due variabili di fondamentale importanza per stimare rispettivamente le tolleranze forma del prodotto e le corrispondenti proprietà meccaniche. Sullo stesso tema sono intervenuti anche Claudio Bruzzo e Luca Sironi di MSC, i quali hanno parlato di simulazioni numeriche del comportamento del componente con lo scopo di effettuare un’ottimizzazione topologica: partendo dai supporti e dai vincoli tecnologici, si ottiene la forma ottimale del componente in funzione del tipo di esercizio richiesto. Anche in questo caso, una variabile aggiuntiva è legata alla definizione di strutture trabecolari; tali strutture richiedono dei calcoli più complessi in fase di progettazione per la determinazione della distribuzione degli sforzi e delle deformazioni, ma garantiscono delle prestazioni in termini di leggerezza uniche e quindi di notevole interesse per componenti che devono essere messi in movimento (per esempio, per i settori dell’aerospaziale e automobilistico). L’approccio presentato è basato su tre livelli: definizione della geometria del componente, definizione delle proprietà del materiale, determinazione delle caratteristiche del processo produttivo.

Un’attività di servizio a supporto delle aziende
Nel corso del workshop si è successivamente passati dalla progettazione alla fase di realizzazione e quindi al processo; Enrico Orsi di Renishaw ha sottolineato il grande vantaggio delle tecnologie additive nella riduzione del numero di parti da realizzare, semplificando la fase di assemblaggio di un prodotto complesso. Minori giunzioni comportano una maggiore affidabilità del componente stesso. Nel corso della presentazione è stato proposto un esempio di un componente reale, mettendo a confronto la gravosità dell’assemblaggio legato alla produzione di componenti in modo tradizionale rispetto all’impiego della tecnologia additiva. Il componente presentato è una guida per microonde: la guida è stata realizzata da Renishaw in un unico componente mentre la versione attualmente prodotta richiede la produzione di 77 elementi distinti, che devono essere assemblati. Anche in questo intervento, il relatore ha sottolineato la necessità di riprogettazione del componente nell’ottica della sua realizzazione mediante tecnologia additiva. A tal proposito, data la necessità di capire quali componenti si prestano correttamente a essere realizzati mediante tecnologie additive, Renishaw propone un’attività di servizio a supporto per le azienda, che richiedono consulenze con lo scopo di valutare l’effettiva fattibilità della loro produzione con questa tecnologia alternativa. Solution Center Renishaw è una struttura a incubatore tecnologico, che presenta al suo interno delle celle contenenti la macchina di fusione laser selettiva prodotta da Renishaw, tutto il necessario per la gestione delle polveri nell’ottica di effettuare una pre-produzione per dimostrarne la fattibilità realizzativa. Questa struttura è aperta a realtà industriali che mostrano l’interesse a una prima produzione mediante produzione additiva operante con tecnologia laser. L’ottavo intervento, tenuto da Claudio Giarda di Dragonfly, ha trattato principalmente degli aspetti economici e gestionali legati alla produzione additiva. È stato sottolineato come il costo percentuale della polvere è una frazione del costo totale del prodotto e che esiste una dipendenza pressoché lineare tra l’alleggerimento del componente prodotto e la riduzione dei costi di produzione del componente stesso.
Questa indicazione deve fornire una spinta ulteriore nella direzione di riprogettare i componenti, prodotti attualmente con tecnologie tradizionali, per massimizzare le prestazioni delle tecnologie additive. Nel nono intervento previsto dal programma Italo Moriggi ha presentato la realtà produttiva di Skorpion Engineering che dal 2004 realizza prototipi d’eccellenza per tutte le realtà che hanno scoperto i vantaggi della prototipazione rapida. Skorpion Engineering segue i suoi clienti dall’idea fino alla realizzazione del prototipo finito e funzionante con un servizio di consulenza altamente professionale. Un’interessante aggiunta fuori programma è stato un breve intervento riguardante la pressatura isostatica a caldo, svolto da Antonio Magnacca di Bodycote. È stato indicato come si possa fare riferimento alla fonderia e alle sue problematiche per identificare le condizioni per eseguire in modo opportuno la pressatura anche su componenti prodotti per tecnologie additive, dato che anche in questo ultimo processo è presente la fusione. È invece necessario identificare la corretta finestra tecnologia per eseguire la pressatura isostatica a caldo in quanto servono pressioni differenti per ogni tecnologia di processo. In conclusione, si può affermare che in questo pomeriggio sono stati trattati alcuni tra i temi di maggiore interesse caratterizzanti il mondo della produzione additiva: dalla progettazione alla modellazione numerica e gestione della produzione, dalle peculiarità del processo alle caratteristiche dei materiali fino a proposte di supporto ad attività industriali in fase di nascita.

QUALIFICA AUTORE
Carlo Alberto Biffi, Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR, Istituto per l’Energetica e le Interfasi.

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AITA a Lamiera 2016

Aita LAMBDAAITA - ASSOCIAZIONE ITALIANA TECNOLOGIE ADDITIVE sarà presente al padiglione 36 – stand C16A nell’area espositiva LAMBDA 4.0 della fiera Lamiera 2016 (Bologna, 11-14/05/2016), al fine di mostrare i legami tra le tecnologie additive e Industria 4.0 nell’ambito del manifatturiero meccanico e delle lavorazioni per deformazione. Focus di questa iniziativa sarà, infatti, sulle ricadute per il settore in termini di tecnologie di produzione, sistemi informativi, aspetti gestionali, fattori umani prospettive per la ricerca e sviluppo/progetti europei.

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La progettazione per le tecnologie additive

aita3Giovedì 10 marzo 2016 il Campus Luigi Einaudi di Torino ha ospitato il convegno “Progettiamo additivo! Aspetti di prodotto, processo e gestione per le tecnologie additive”, organizzato da AITA-ASSOCIAZIONE ITALIANA TECNOLOGIE ADDITIVE in collaborazione con CEIP-Centro Estero per l’Internazionalizzazione Piemonte. Nel corso dell’evento, che ha destato l’interesse di oltre 80 persone, hanno svolto le loro interessanti presentazioni gli esperti di UNINFO, Politecnico di Torino, Altair, Centro Sviluppo Materiali, ITACAe, MSC software, Dragonfly e Skorpion Engineering.

Le tematiche trattate riguardavano:

· normative necessarie per individuare e condividere i criteri che guidano la progettazione e la produzione basate sulle tecnologie additive, al fine di assicurare le relative prestazioni in termini di qualità, affidabilità, resistenza e sicurezza;

· progettazione e strumenti - sono state illustrate le caratteristiche di alcuni strumenti software che mettono in grado il progettista di ottimizzare il design e le prestazioni del componente in termini di peso, rigidità strutturale e deformazioni, tenendo conto del processo (additivo, sottrattivo o di deformazione) e delle caratteristiche dei materiali e della loro “disposizione” nell’elemento progettato (p.e. strutture trabecolari, biomimic, eccetera);

· materiali, in relazione alle problematiche di modellizzazione e caratterizzazione degli stessi, al fine di definirne il comportamento a livello “virtuale” (nell’ambito delle simulazioni e della progettazione) e “reale”, assicurando, da un lato, che il modello sviluppato dai software di ottimizzazione sia coerente con il modello fisico e, dall’altro, andando ad individuare le limitazioni prestazionali (per esempio in termini di ritiro) dei materiali metallici attualmente impiegate nelle tecnologie additive;

· processi, analizzando le relazioni tra le fasi di lavorazione additiva e quelle di finitura/collaudo ed evidenziando come i processi additivi sono alternativi a quelli tradizionali in situazioni (legate alla numerosità dei lotti, alle dimensioni lavorate, alla precisione, alla necessità di realizzare molte varianti dello stesso prodotto, ecc…) che il progettista deve ben tenere presente in fase di scelta.

· scelte tecnico-gestionali, al fine di ottimizzare i costi e i processi di lavorazione, evidenziando che le opzioni legate alle tecnologie additive sono vincenti rispetto a quelle tradizionali solo se supportate da attente valutazioni in termini di rischio d’impresa e di costi, sia direttamente legati alla produzione sia alle barriere di ingresso economiche, culturali ed organizzative. Quanto esposto ha permesso di individuare ancor di più le reali applicazioni e i concreti potenziali delle tecnologie additive, evidenziando i loro vantaggi competitivi e chiarendo come esse possano essere collocate nella catena del valore del manifatturiero.

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“Additive Manufacturing di componenti metallici”

aita3I processi di fabbricazione additiva dei metalli, generalmente per rifusione mediante laser o fascio elettronico di un letto di polveri, hanno raggiunto un grado di maturità tale da aprire interessanti orizzonti non solo nei settori che tipicamente hanno trainato finora gli sviluppi, quali quello aereospaziale e biomedico, ma anche in altri ambiti ad oggi focalizzati su processi di produzione tradizionali: quello degli stampi, dei componenti strutturali per alte prestazioni, del gioiello e del design. Nella Giornata di Studio in programma il prossimo 18 febbraio presso il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano verranno discussi l’attuale stato dell’arte, i più recenti sviluppi delle tecniche additive di produzione di parti metalliche e le caratteristiche dei relativi prodotti. La prima parte della giornata prevede il principale contributo di alcuni produttori di sistemi e l’esposizione delle linee di sviluppo previste per le tecniche. In una seconda parte della giornata, verrà dedicato spazio alle applicazioni pratiche, come testimoniato da centri di servizio e progettazione e da aziende di particolari comparti produttivi. Infine, saranno coinvolti alcuni rappresentanti di centri di ricerca nazionali che operano nel settore dell’additive manufacturing di parti metalliche per l’esposizione delle linee di ricerca attualmente in corso. La giornata è organizzata da Associazione Italiana di Metallurgia con il patrocinio di AITA – ASSOCIAZIONE ITALIANA TECNOLOGIE ADDITIVE, ai cui soci saranno applicate le stesse tariffe scontate dei soci Associazione Italiana di Metallurgia: €170,00 (anziché euro 220,00) per iscrizioni entro il 10 febbraio,€ 190,00 (anziché € 330.00) successivamente. 

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Le tecnologie additive viste da vicino

AITA, l’associazione italiana tecnologie additive, ha organizzato un convegno che ha permesso di ascoltare la viva voce di chi quotidianamente opera proprio nell’ambito delle tecnologie additive e della stampa 3D: i centri di servizio, attori non certo secondari nella filiera produttiva. L’incontro è stato un modo diretto ed efficace per illustrare alcune tra le applicazioni più innovative e attuali, ma anche per riflettere sul possibile scenario futuro e per analizzare le rilevanti implicazioni che interessano il contesto produttivo e, di riflesso, il mondo del lavoro in Italia.

di Fabrizio Dalle Nogare

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Il riferimento per le tecnologie additive italiane

Le definiscono le macchine utensili del terzo tipo poiché integrano l’azione delle macchine utensili e di altre tipologie di beni strumentali; parliamo delle tecnologie additive, una vera e propria rivoluzione tecnologica che in molti indicano come fattore chiave di sviluppo per la crescita dell’industria manifatturiera meccanica del nostro Paese. Ecco spiegate le ragioni alla base del successo di AITA-Associazione Italiana Tecnologie Additive che in pochi mesi dalla sua fondazione ha già raggiunto quota 70 associati.

di Fabrizio Garnero

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