Smart Factory: verso la trasformazione digitale con la manifattura additiva

Nell'ultimo anno, Schneider Electric ha avviato l'implementazione di Industria 4.0 su larga scala in tutte le sue operazioni a livello mondiale. Con lo sviluppo del progetto "Smart Factory", concorso interno promosso nella regione europea, l'azienda sta applicando in modo strategico tecnologie all'avanguardia, sfruttando i vantaggi dell'IIoT per guidare l'ottimizzazione dei processi. Concepita per incrementare l'efficienza operativa e ridurre i costi per i propri clienti, l'iniziativa è stata estesa a tutte gli stabilimenti del mondo e a ognuno è stato sfidato ad aprirsi all'innovazione e a guidare la trasformazione digitale.

In questo senso, uno dei più brillanti è risultato lo stabilimento di Puente la Reina (Spagna), che ha strategicamente adottato la fabbricazione additiva FDM di Stratasys applicandola a tutto il processo produttivo. L'impianto sta registrando notevoli efficienze soprattutto nelle operazioni di attrezzaggio, che lo hanno portato a vincere il concorso "Smart Factory", in riconoscimento dell'accelerazione impressa alla trasformazione verso l'Industria 4.0 grazie alla grande quantità di attrezzaggi di produzione stampati in 3D, con un eccezionale risparmio di tempo e di costi e nuove efficienze derivanti da una catena di fornitura ottimizzata.

"Nell'ultimo anno, utilizzando la fabbricazione additiva FDM di Stratasys abbiamo ottenuto un risparmio di circa 20 mila euro nella sola produzione di attrezzaggi per le linee di montaggio, che ha facilmente ripagato l'investimento iniziale per l'acquisto della stampante 3D F170", ha dichiarato Manuel Otamendi, responsabile industrializzazione e manutenzione presso lo stabilimento di Puente la Reina. "Con questa tecnologia siamo in grado di fabbricare nuovi attrezzi di produzione ad alte prestazioni in un solo giorno, mentre prima sarebbe stata necessaria almeno una settimana per esternalizzarli. Questo riduce in modo sostanziale la nostra dipendenza dai fornitori assicurandoci un controllo molto maggiore sulla produzione degli attrezzaggi, il che ha aumentato la flessibilità complessiva del processo di produzione e accelerato il time-to-market per molti prodotti".

Ottimizzazione della produzione di attrezzaggi in tutto lo stabilimentoi
La stampante 3D industriale Stratasys F170 viene utilizzata da Schneider Electric per una serie di applicazioni di attrezzaggio, tra cui utensili per linee di montaggio, maschere, fissaggi, pinze robotizzate e altri strumenti di fine braccio, che prima venivano esternalizzati e prodotti da terzi utilizzando costosi processi di stampaggio a iniezione o lavorazione CNC. Con oltre cento nuovi progetti di attrezzi di produzione all'anno, la F170 è diventata un punto fermo nello stabilimento di Puente la Reina.

Un esempio di questo tipo è rappresentato dalla produzione di pinze per bracci robotici sulla linea di montaggio. Sfruttando la stampante 3D F170, Schneider Electric ha sviluppato nuove idee applicative per le pinze non solo per migliorare le prestazioni dei robot, ma anche per garantire un notevole risparmio sui costi.

"Non è raro che le parti in alluminio dello stampo urtino tra loro e si rompano. Quando questo accade, è molto costoso sostituirle", ha spiega Otamendi. "Adesso, per ovviare a questo problema, siamo in grado di sostituire le costose pinze in alluminio per bracci robotici con alternative stampate in 3D. Questi attrezzi non solo offrono le stesse prestazioni meccaniche di quelli tradizionali, ma assicurano anche la protezione delle parti in alluminio più costose quando gli stampi si urtano. In caso di rottura dell'attrezzo stampato in 3D, possiamo ottenerne rapidamente uno sostitutivo a basso costo nel giro di poche ore”.

"Per rendere l'idea del risparmio in termini di costi: l'esternalizzazione di una pinza lavorata generalmente comportava un costo di 200 euro per unità. Ora possiamo stamparne una al bisogno al costo di circa 100 euro l'una. Inoltre, in questo momento per noi è molto importante poter ridurre la complessità della catena di fornitura, quindi avere questa capacità di produzione interna on-demand risulta essenziale", ha proseguito Otamendi.

Digitalizzazione delle operazioni per una maggiore efficienza

Avendo usufruito di un risparmio significativo sui costi e di un flusso produttivo più snello dopo l'integrazione della fabbricazione additiva FDM di Stratasys, l'efficienza produttiva complessiva dello stabilimento ne ha risentito positivamente, con una riduzione del time-to-market in aree strategiche.

"La fabbricazione additiva ha trasformato il nostro modo di lavorare e ha cambiato profondamente la nostra visione di come fare le cose in futuro", ha aggiunto Manuel Otamendi. "Se da un lato continueremo a utilizzare la F170 per ottimizzare ulteriormente il processo di attrezzaggio, dall'altro stiamo valutando attivamente come sfruttare altri materiali FDM ad alte prestazioni disponibili per le stampanti 3D della serie F123 di Stratasys per estenderne l'applicazione per la realizzazione di parti finali sulla linea di produzione. L'uso applicativo sempre più diffuso di questa tecnologia svolgerà un ruolo importante per il raggiungimento dei nostri obiettivi di trasformazione digitale".

"Nell'affrontare anche noi la pandemia che ha coinvolto il mondo, abbiamo visto chiaramente come la fabbricazione additiva possa svolgere un ruolo chiave per migliorare la catena di approvvigionamento tradizionale e le linee di produzione convenzionali. In questa fase in cui le dirigenze cercano di ottimizzare i processi operativi, prevediamo un incremento nell'adozione strategica della tecnologia additiva da parte delle imprese, come Schneider Electric che continua a gestire con successo la trasformazione digitale in tutta l'azienda. La fabbricazione additiva consente di accrescere la flessibilità in ambito produttivo e di ridurre la dipendenza dai fornitori, ma al contempo apre anche alla possibilità di ottenere efficienze operative significative nello sviluppo dei prodotti. Sicuramente questo è un obiettivo comune alla maggior parte delle aziende e tuttavia l'impatto del Covid-19 ne ha amplificato ancor di più l'importanza", ha concluso Yann Rageul, responsabile manufacturing solutions Emea di Stratasys.