Sfruttare il potenziale della produzione additiva con la robotica
I media principali e la stampa di settore più diffusa spesso utilizzano narrazioni in cui si riflette la preoccupazione che i robot possano rendere obsoleti i lavoratori in varie professioni. Ci sono però alcuni lavori pericolosi per l’uomo che sarebbe molto meglio affidare a robot. Immaginatevi questa situazione: un robot che si arrampica verticalmente su una superficie metallica estremamente scivolosa in un ambiente ostile in mare aperto per applicare un rivestimento contro la corrosione. Il progetto 4D Hybrid, finanziato dall’UE, ha presentato di recente questa tecnologia. 4D Hybrid, che è al suo secondo anno di attività, ha sviluppato un robot autonomo in grado di rilevare e riparare superfici verticali metalliche in ambienti in mare aperto, come riportato in un comunicato stampa sul sito web del progetto. «Per realizzarlo, sono stati integrati uno scanner 3D e una pistola a spruzzo a freddo. Lo scanner 3D utilizzato per la piattaforma mobile è uno scanner commerciale Artec Space Spider in grado di ricostruire la superficie e individuare la corrosione o i difetti sul rivestimento metallico». Lo stesso comunicato stampa rileva che il sistema di spruzzatura a freddo utilizza il modulo 4D Hybrid progettato dalla Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (SUPSI), coordinatore tecnico e scientifico del progetto 4D Hybrid. Il robot è in grado di andare avanti e indietro e può ruotare anche sul suo asse principale, perché è progettato «come un veicolo cingolato, dotato di due robuste cinghie di gomma che lo tengono in contatto con la superficie, grazie a un potente sistema di adesione basato sul vuoto, posto ... al centro». Il robot autonomo può essere utilizzato per riparare superfici metalliche, corrose o meno, con la presenza di acqua e sporcizia e con una temperatura esterna compresa tra i 3 e i 35 °C. «I moduli 4D Hybrid possono essere integrati in qualsiasi tipo di apparecchiatura di produzione, evitando così grandi interventi di riconversione a livello industriale». I partner del progetto ritengono che i risultati di 4D Hybrid possano essere utili per l’industria aerospaziale, petrolifera e del gas e per la produzione di energia. Il sito web del progetto mette in evidenza vari casi di studio, come la riparazione delle pale delle turbine a gas e dei serbatoi di stoccaggio e la produzione «green field» degli alloggiamenti dei motori a reazione.
Produzione additiva e sottrattiva
Il progetto 4D Hybrid (Novel ALL-IN-ONE machines, robots and systems for affordable, worldwide and lifetime Distributed 3D hybrid manufacturing and repair operations), che ha sviluppato il robot e che è attualmente in corso, si incentra sullo sviluppo di un nuovo concetto di produzione additiva ibrida (AM). Quest’ultima «si basa sull’integrazione di moduli compatti e a basso costo che includono sorgente laser, testa di deposizione, sensori e controllo», come indicato sul sito web del progetto. L’AM si riferisce a un gruppo di processi di fabbricazione in cui le parti 3D sono costruite aggiungendo strati di materiali su superfici puntuali, lineari o planari. Oltre all’AM, il progetto intende sviluppare un nuovo concetto di lavorazione a controllo numerico computerizzato. Si tratta di un metodo di produzione sottrattivo, l’opposto dell’AM, che comporta la rimozione di parti 3D di un materiale per ottenere la forma finale.
Innovazione a guida femminile
Il gruppo coinvolto nel progetto 4D Hybrid della SUPSI è stato insignito dalla Commissione europea del premio «Innovation Radar Prize 2019», nonché del premio «Women-led innovations». La donna che ha guidato l’innovazione è la prof.ssa Anna Valente, responsabile del Laboratorio Automazione, Robotica e Macchine del Dipartimento Tecnologie Innovative della SUPSI. Il laboratorio progetta e costruisce prototipi di robot e macchine per le tecnologie AM. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto 4D Hybrid
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