Fabbricazione di macchine utensili intelligenti
Le industrie delle macchine utensili e manifatturiere sono chiamate a confrontarsi con la crescente concorrenza dei paesi con basso costo del lavoro. Sistemi di utensili intelligenti dotati di rivestimenti avanzati con sensori integrati garantiscono qualità e versatilità a prodotti ottimizzati con tempi di commercializzazione e costi di fabbricazione contenuti. Nell'ambito del progetto IC2 ("Intelligent and customized tooling"), finanziato dall'UE, gli scienziati hanno provveduto a perfezionare le tecnologie esistenti realizzando uno strumento software destinato allo sviluppo di un modello commerciale in grado di superare gli ostacoli correlati alla concorrenza dei prezzi. Sebbene gli esperti si siano concentrati principalmente sugli stampi per iniezione, i risultati ottenuti possono essere applicati a una varietà di altri strumenti, utensili e stampi. Per il monitoraggio di strumenti e processi, è stata quindi eseguita un'integrazione di rivestimenti caratterizzati da livelli elevati di resistenza all'usura, controllo dell'attrito e gestione termica con sensori di superficie incorporati. Tali operazioni hanno consentito di superare l'annoso problema dell'aderenza dei sensori a un sistema di rivestimento a base di ossido di alluminio. Rivestimenti e sensori avanzati sono stati integrati in celle per la fabbricazione ibrida che uniscono la precisione e le prestazioni delle operazioni sottrattive (fresatura, molatura e lucidatura) e la libertà geometrica della fabbricazione additiva. La dimostrazione finale, incentrata sulla produzione di uno stampo a iniezione, ha consentito agli esperti di illustrare il ciclo di fabbricazione industriale ottimizzato, nonché i vantaggi legati alla produzione, al funzionamento e alla manutenzione degli utensili. Il controllo numerico computerizzato della fresatura, unito alla fabbricazione additiva, ha condotto alla creazione di una macchina utensile potenziata dotata di un sistema di raffreddamento conforme integrato, in grado di ridurre l'impatto termico sull'utensile e di migliorare il grado di uniformità della distribuzione della temperatura al suo interno, riducendo in tal modo lo stress sullo stampo. Tale condizione determina un aumento del ciclo di vita dello stampo e un abbattimento dei costi di manutenzione. Inoltre, la minore entità dei processi di espansione e contrazione dello stampo facilita l'utilizzo di rivestimenti nuovi e ottimizzati in grado non solo di ridurre l'attrito e di aumentare la resistenza all'usura, ma anche di migliorare le proprietà della superficie dello stampo e, di conseguenza, la qualità del prodotto. I 16 partecipanti al consorzio (provenienti da 8 piccole e medie imprese o PMI) hanno prodotto numerosi prototipi dimostrativi delle varie tecnologie ideate, provvedendo inoltre alla realizzazione di una serie di strumenti in grado di aiutare le PMI a gestire le complessità correlate allo sviluppo del modello commerciale. I progressi tecnologici e i modelli commerciali sviluppati nell'ambito dell'iniziativa IC2 registreranno un impatto decisivo sulla competitività del settore delle macchine utensili dell'UE e dei produttori di tali strumenti, con ripercussioni importanti su un settore sconfinato e vulnerabile dell'economia europea.
