Aumento della produttività grazie all’automazione lungo la catena di processo nella produzione additiva

La produzione additiva offre un enorme potenziale per le applicazioni industriali grazie al significativo aumento della libertà progettuale rispetto ai processi di produzione convenzionali. Per sfruttare appieno questi nuovi margini di libertà, soprattutto dal punto di vista dell’efficienza economica, è necessaria l’automazione e l’interconnessione dei passaggi manuali nella stampa 3D. In questo modo è possibile incrementare notevolmente la produttività e portare la produzione additiva a un nuovo livello industriale. Anche in Protiq, l’automazione riveste un ruolo fondamentale sin dal lancio della piattaforma online nel dicembre 2016 e rappresenta la base del modello di business digitale.

(Pagina del processo)
Collegamento completo e intelligente sia sul piano digitale che su quello analogico: in Protiq l’automazione inizia già sulla piattaforma digitale e accompagna l’intera catena di processo.

L’automazione era già presente prima dello spin-off dalla società madre

Ancor prima dello spin-off come società controllata di Phoenix Contact GmbH & Co. KG, l’unità di costruzione utensili — allora conosciuta come “Rapid Solutions” — aveva già potuto osservare da vicino la piena automazione e le relative sfide nella produzione convenzionale. Il reparto utensili interno di Phoenix Contact è tra i migliori nel suo settore nell’area germanofona. Partecipando al prestigioso concorso “Excellence in Production”, il reparto è stato nominato due volte vincitore assoluto e “Toolmaker of the Year”. Questi successi sono stati possibili grazie alla rigorosa attuazione dei principi dell’Industria 4.0, come dimostra una cella produttiva completamente interconnessa e automatizzata. Questo orientamento al progresso tecnologico e alla costante innovazione è diventato parte integrante del DNA della nuova società fin dall’inizio. Per questo motivo, soluzioni per automatizzare i passaggi manuali sono state prese in considerazione già nella fase di creazione di Protiq. Sia la componente digitale — basata sulla piattaforma in continua crescita — sia la componente analogica — sotto forma di una catena produttiva intelligente — rappresentano fattori essenziali di pari importanza. Entrambe si incontrano sullo shopfloor e operano integrate fino alla consegna dell’ordine del cliente.

(Cella di produzione)
Esempio di una cella di produzione completamente interconnessa e automatizzata nel reparto utensili di Phoenix Contact GmbH & Co. KG, dimostrazione della coerente implementazione dell’Industria 4.0.

La piattaforma digitale offre al cliente la massima flessibilità

Sul piano digitale, Protiq automatizza passaggi tradizionalmente manuali come la creazione dell’offerta, il processo d’ordine, la pianificazione della produzione, la gestione dei materiali e la tracciabilità completa degli ordini. Ciò consente di mantenere e sfruttare appieno il vantaggio principale della produzione additiva: la rapidità. Il cliente può caricare in qualsiasi momento i propri dati CAD sul sito web, analizzarli e persino farli riparare automaticamente. Riceve quindi un feedback visivo sul proprio modello, informazioni immediate sulla producibilità, sui costi per tutti i materiali disponibili e sui tempi di consegna. Una volta completata la configurazione, l’ordine può essere inviato direttamente tramite il carrello o salvato come progetto. Dopo la conferma dell’ordine da parte del cliente, questo viene trasferito nel sistema gestionale, verificato nel dettaglio, inserito nella pianificazione e gli viene assegnata una data di consegna. Il cliente viene informato continuamente sullo stato produttivo. Il sistema PPS accompagna digitalmente l’ordine dalla ricezione fino alla consegna, arricchendo ogni fase con informazioni aggiuntive. Si crea così un dossier digitale del componente, contenente tutti i dati necessari — schede di lavoro, rapporti di misura, layout di produzione, design. Questo garantisce la riproducibilità anche a distanza di molto tempo, un fattore essenziale soprattutto nella produzione in serie.

La produzione analogica sullo shopfloor verso una piena automazione

Anche la produzione fisica in Protiq segue l’obiettivo della piena automazione e oggi opera già in modo parzialmente automatizzato. Nel 2019 è stata automatizzata l’intera gestione delle polveri nella sinterizzazione laser delle plastiche: dalla gestione iniziale della polvere al trasporto, fino alla preparazione. Il sistema utilizza una rete di tubazioni fisse e un sistema di controllo sviluppato internamente che sincronizza i silos di polveri nuove, riciclate e di costruzione, le stazioni di depowdering, le unità di setacciatura e miscelazione. Il sistema analizza i fabbisogni e garantisce la fornitura automatica di polvere pronta all’uso per le macchine SLS, consentendo una produzione continua.

(Area SLS)
Grazie alla gestione automatizzata delle polveri, le macchine SLS sono continuamente alimentate con polvere di costruzione.

Riconoscimento automatico dei componenti come supporto decisionale nella post-lavorazione

Anche nella post-lavorazione e nel controllo qualità, Protiq utilizza già sistemi parzialmente automatizzati. Una tecnologia sviluppata internamente consente di assegnare automaticamente i componenti ai rispettivi ordini dopo il processo di costruzione. Questo è particolarmente vantaggioso nel caso della sinterizzazione laser delle plastiche, dove molti componenti diversi possono essere prodotti contemporaneamente in un unico volume di costruzione e devono essere separati manualmente. Il sistema di riconoscimento automatico dei componenti utilizza algoritmi Deep Learning — spesso definiti come intelligenza artificiale — sviluppati appositamente per questa applicazione. Grazie a questo sistema, il tempo necessario per lo smistamento si riduce drasticamente: l’operatore può distribuire più pezzi sulla superficie di scansione, avviare il software e dedicarsi ad altre attività. Una volta terminato l’identificazione, i componenti relativi a un determinato ordine vengono evidenziati tramite proiezione, rendendo la separazione rapida e affidabile. Questo riduce sia il lavoro manuale sia il rischio di errori.

(Riconoscimento dei componenti)
Nel sistema di riconoscimento automatico vengono utilizzate telecamere industriali per rilevare visivamente le diverse geometrie. Tramite touchscreen e proiezione, i componenti corretti possono essere evidenziati e smistati per ciascun ordine.

Trasparenza come elemento distintivo per il cliente

In linea con i principi “Preciso. Veloce. Affidabile.”, Protiq mette il cliente e il suo componente al centro. Nell’era della digitalizzazione, offrire la massima trasparenza è fondamentale. Oltre alla funzione marketplace della piattaforma Protiq, l’obiettivo è permettere al cliente di partecipare al processo produttivo il più da vicino possibile. L’automazione end-to-end sul piano digitale lo rende possibile e offre vantaggi significativi, soprattutto nella produzione in serie. L’obiettivo finale è che il cliente possa sapere in qualsiasi momento in quale fase della produzione si trova il suo componente.