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CECIMO: "La grande rivoluzione per l'industria delle macchine utensili è la digitalizzazione"

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In occasione del ventesimo anniversario del nostro editore, la società di sourcing industriale DirectIndustry, festeggiamo 20 anni di innovazioni industriali dando la parola agli attori che hanno dato vita a queste innovazioni.

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In questa intervista ci concentriamo sulle macchine utensili. Filip GEERTS, Direttore Generale, CECIMO - Associazione Europea delle Industrie delle Macchine Utensili e delle relative Tecnologie di Fabbricazione dà la sua visione di 20 anni di innovazioni nelle macchine utensili.

20 anni di MACCHINE UTENSILI con CECIMO

Cecimo è un'organizzazione ombrello europea di produttori di macchine utensili, composta da 15 associazioni nazionali e che rappresenta circa 1.300 imprese industriali in Europa. L'organizzazione si concentra sulla creazione delle condizioni economiche ideali per l'industria delle macchine utensili come prerequisito per le innovazioni, con l'obiettivo di aiutare i produttori europei di macchine utensili ad espandere la loro posizione di leadership globale.

DirectIndustry magazine: Qual è stata la grande rivoluzione delle macchine utensili negli ultimi 20 anni?

Filip GEERTS: La GRANDE rivoluzione degli ultimi 20 anni è la digitalizzazione. La digitalizzazione (inclusa l'intelligenza artificiale) sta generando nuove opportunità e sta trasformando sempre più tutti i segmenti della produzione, dalla progettazione alla manutenzione. È un motore per l'ottimizzazione del business e dell'efficienza energetica. La digitalizzazione porta anche allo sviluppo di nuovi modelli di business e di nuovi servizi basati sui dati, ad esempio la manutenzione predittiva

DirectIndustry magazine: Le macchine utensili sono un'industria che di solito si evolve lentamente. Ma sembra che in 20 anni le cose siano cambiate molto. Lei cosa ne pensa?

F.G.: In effetti, le cose sono cambiate molto in 20 anni. Per fare un esempio, l'uso della fabbricazione additiva (AM) sta crescendo in molti settori, ma il suo utilizzo non è ancora diffuso. Le tecnologie additive presentano grandi potenzialità e molti vantaggi, ad esempio per la riduzione del peso dei componenti, la capacità di produrre pezzi complessi e la personalizzazione. Ciononostante, in molti casi è necessario un qualche tipo di post-elaborazione sottrattiva prima di finalizzare il pezzo. AM non sostituirà la produzione sottrattiva, ma sarà necessario approfittare dei vantaggi sia dei processi additivi che delle macchine utensili tradizionali, nonché integrarli in una catena di processo o in macchine ibride.

Altre due tendenze sono la robotica e l'automazione che stanno portando la produzione verso le cosiddette "Fabbriche del futuro". In officina, i robot possono essere integrati nel processo di produzione lasciando le attività di lavorazione e di taglio alla macchina utensile. Essi sono utili per supportare i tecnici in compiti come la manipolazione e possono aumentare la produttività dell'intera officina. In quanto industria che guarda costantemente all'innovazione, il settore europeo delle macchine utensili vede queste tendenze in modo positivo. Tutti gli ingredienti per essere al centro della fase "Fabbriche del futuro" sono presenti in Europa, dove tutta una serie di nuove tecnologie, comprese quelle sviluppate in Europa, interagiranno tra loro. L'interazione tra macchine CNC all'avanguardia e robot ne è un esempio.

DirectIndustry magazine: Concentriamoci su AM. Come potete valutare il suo impatto sul settore?

F.G.: Le nuove industrie hanno iniziato ad abbracciare l'AM mentre stanno scoprendo i molti benefici che porta al loro business. In termini di applicazioni, l'aerospaziale è stato uno dei primi ad adottarlo e continuerà ad essere uno dei settori principali per AM. Molte aziende di questo settore hanno sfruttato la flessibilità e l'efficienza della geometria offerta da AM per eliminare quantità significative di materiale inutile. Altri settori, come quello delle costruzioni e dell'energia, hanno iniziato ad aumentare l'adozione di AM, beneficiando dell'alto livello di complessità, resistenza e qualità. L'AM può potenzialmente cambiare le catene di fornitura di molti settori. Due aspetti che potrebbero avere un impatto sostanziale sulla crescita futura di AM sono lo sviluppo di standard armonizzati e di una forza lavoro qualificata. La standardizzazione è un elemento cruciale per l'industrializzazione di AM in Europa. Nel recente passato, abbiamo osservato il crescente coinvolgimento di diversi attori AM nelle organizzazioni di standardizzazione (sia a livello ISO che a livello CEN), e quindi è stato dato un grande impulso allo sviluppo delle norme. La mancanza di competenze in materia di AM rimane uno dei maggiori ostacoli alla crescita del settore. Vi è l'urgente necessità di ampliare il bacino di lavoratori europei in grado di lavorare con le macchine AM

DirectIndustry magazine: La lavorazione ibrida non esisteva 20 anni fa. Cosa può dire di questa evoluzione?

F.G.: Le macchine utensili ibride che incorporano CNC e AM potrebbero rappresentare il prossimo passo nello sviluppo dell'industria delle macchine utensili. La stampa 3D è in rapida crescita e le stampanti 3D stanno diventando importanti strumenti CNC. Ci sono ancora alcune limitazioni perché la stampa 3D con i metalli richiede generalmente che il metallo sia sinterizzato o fuso ad un certo punto del processo, con il risultato che le proprietà meccaniche possono essere molto diverse da quelle di un pezzo lavorato da una lega laminata o temprata a caldo. A questo punto, la sfida del processo di stampa 3D consiste nel far corrispondere le precise tolleranze di lavorazione ad alta precisione. Pertanto, è più probabile che in officina le stampanti 3D lavorino fianco a fianco con macchine CNC più tradizionali, piuttosto che sostituirle completamente. Tuttavia, ci sono anche alcuni vantaggi significativi: riduzione dei costi (per esempio la riduzione degli scarti di materiale, la riduzione dell'input di manodopera e la possibilità di modifiche di progetto multiple); migliore funzionalità (per esempio, la capacità di produrre attrezzature per utensili non realizzabili con le tecniche di produzione convenzionali); e maggiore capacità di personalizzazione.

DirectIndustry magazine: Lavorare significa sprecare e oggi, rispetto a 20 anni fa, raggiungere un'industria neutrale dal punto di vista climatico è un obiettivo. Quali tecnologie sono state implementate per rendere le macchine utensili più ecologiche?

F.G.: Il settore delle macchine utensili è un fornitore di tecnologie di produzione avanzate che contribuiscono ad un settore più circolare e sostenibile. Un esempio di tale sviluppo è la testurizzazione laser delle superfici. Più dell'80% delle texture nella produzione manifatturiera sono realizzate con l'incisione chimica. Le tecnologie di testurizzazione laser forniscono un'alternativa più pulita ai processi di incisione e creano texture 3D direttamente dai dati digitali. Ciò significa nessun uso di prodotti chimici, un processo ripetibile e semplificato al 100%, un livello di scarti ridotto e un processo digitale completo: tutto ciò contribuisce a una produzione e a prodotti più sostenibili. Questi sviluppi contribuiscono anche a produrre pezzi con un'efficienza superiore durante il loro ciclo di vita. Un esempio è l'iniezione diretta di benzina (GDI). Lo sviluppo della GDI è stato possibile solo con lo sviluppo di una nuova tecnologia di produzione, la perforazione laser a femtosecondi. Ma non sono solo gli sviluppi dell'hardware che possono far progredire la produzione circolare. Infatti, i maggiori sviluppi provengono dal software. Grazie agli sviluppi del software si sono potuti ottenere incrementi di efficienza dal 30 al 50%.

DirectIndustry magazine: Sono apparsi anche nuovi materiali come i compositi. In che modo hanno avuto un impatto sull'industria delle macchine utensili?

F.G.: I nuovi materiali rappresentano, se si considerano i principali clienti dei costruttori, che sono il settore automobilistico, il settore aerospaziale e il settore medicale, nuove sfide ma anche opportunità. I primi due settori hanno bisogno di strutture tecniche leggere e molto resistenti, con una forma a volte complessa per ridurre il peso, il materiale richiesto e il consumo energetico del loro prodotto finale. Il settore medicale ha bisogno di nuovi materiali biocompatibili con rivestimenti a livello di nanoparticelle. La produzione di queste parti avanzate influisce su ogni aspetto del processo produttivo: personalizzazione di massa, sviluppo di macchine riconfigurabili, ulteriore miglioramento dei sensori, automazione, ecc. In sostanza, materiali più avanzati porteranno senza dubbio allo sviluppo di macchine più innovative

DirectIndustry magazine: Anche la simulazione digitale non esisteva 20 anni fa: ora possiamo simulare i tagli prima che avvengano.

F.G.: Simulazioni digitali veloci e accurate sono diventate un must per i produttori che cercano di sfruttare al meglio le iniziative di smart manufacturing. I produttori devono evitare costosi errori di programmazione che potrebbero causare danni disastrosi sia alle macchine utensili che ai pezzi costosi. Anche un piccolo errore di programmazione, ad esempio nel caso di un pezzo aerospaziale, può diventare una spesa importante. Per evitare tali errori, è diventato fondamentale garantire un'elevata qualità utilizzando la simulazione digitale, ad esempio per impostare correttamente il taglio. Tuttavia, alcuni degli ostacoli nel contesto della simulazione digitale riguardano l'accesso a modelli solidi accurati delle macchine utensili, l'elevato numero di opzioni nell'hardware della macchina e negli utensili, nonché le prestazioni rispetto alla precisione. Due tendenze che stanno attualmente guadagnando slancio nella simulazione digitale sono la consapevolezza della macchina e la spinta per i dati interattivi. L'industria ha visto notevoli progressi in questo campo negli ultimi anni, ma c'è ancora del lavoro da fare. Inoltre, attraverso il monitoraggio e il controllo del processo, l'operatore può supervisionare l'intero processo piuttosto che controllare il pezzo alla fine. Il processo può essere poi corretto mentre è ancora in funzione, il che si traduce in meno sprechi e più efficienza.

DirectIndustry magazine: Nuovi attori sono apparsi sul mercato da Taiwan, Corea del Sud e Cina. Le aziende europee e americane sono ancora leader di mercato?

F.G.: L'industria delle macchine utensili è un settore dinamico e altamente internazionalizzato. Molti produttori pianificano le loro attività in diversi paesi e la catena di fornitura globale delle macchine utensili oggi copre l'Europa e il Nord America, tradizionalmente legate alla produzione, ma anche i paesi dell'America Latina e dell'Asia. Le aziende europee e americane sono ancora leader di mercato, rimanendo all'avanguardia nella produzione e nell'innovazione. Tuttavia, le imprese asiatiche, soprattutto quelle provenienti da Cina, Corea del Sud e Taiwan, sono sempre più integrate nella catena di valore internazionale delle macchine utensili, sia come fornitori che come costruttori.

Ad esempio, l'Asia è diventata una regione chiave in termini di produzione: nel 2018, la quota di produzione di macchine utensili cinesi sul totale della produzione mondiale di macchine utensili era del 28%, mentre la produzione di MT della Corea del Sud e di Taiwan era rispettivamente del 6,6% e del 5%. Se consideriamo il commercio, vediamo che i mercati regionali sono diventati notevolmente interdipendenti. Il più grande cliente dei costruttori europei al di fuori dell'Europa è la Cina, che rappresenta il 25% delle loro esportazioni totali verso i mercati esterni. Il Giappone e Taiwan, invece, sono i principali fornitori dei costruttori europei, che forniscono rispettivamente il 37% e il 15% del totale delle importazioni di macchine utensili non europee. Nel complesso, l'industria delle macchine utensili continua ad espandersi verso l'esterno, trainata da imprese molto competitive e orientate a livello globale.

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