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Prova oggi, vantaggio competitivo domani

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SECO/WARWICK aiuta i partner a vincere grazie all'innovazione

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Un forte reparto di ricerca e sviluppo è fondamentale per implementare le moderne tecnologie di trattamento termico dei metalli. L'industria di oggi (ad esempio, aerospaziale, della difesa, medica, energetica) richiede soluzioni su misura. Per anni, il Gruppo SECO/WARWICK ha fornito ai suoi partner l'accesso a centri di ricerca e sviluppo avanzati (in Polonia, negli Stati Uniti e, più recentemente, in Cina), dove le tecnologie possono essere testate su microscala.
L'infrastruttura di ricerca e l'ambito dei processi svolti

Il Centro di Ricerca e Sviluppo di SECO/WARWICK dispone sia di forni industriali in scala reale che di attrezzature da laboratorio, che consentono di effettuare prove di processo su materiali e pezzi forniti dal cliente. Il centro esegue, tra l'altro, la carburazione a bassa pressione (LPC FineCarb), la tempra in gas ad alta pressione (HPGQ), la nitrurazione in gas ZeroFlow, la nitrocarburazione ferritica (FNC), la brasatura dell'alluminio in atmosfera protettiva (CAB) e sotto vuoto (VAB), nonché la produzione di getti con struttura a grani equilateri (EQ) con metodi convenzionali e di getti a solidificazione direzionale (DS) e a cristallo singolo (SC) con il metodo Bridgman. Il team di ingegneri esperti offre anche un'ampia gamma di servizi di calcolo ingegneristico, tra cui simulazioni di analisi termica, meccanica dei fluidi e resistenza di materiali e strutture.

"In pratica, ciò significa che il forno e la tecnologia di processo utilizzata devono consentire di ottenere le proprietà richieste del pezzo trattato, come la durezza superficiale e del nucleo, la profondità del caso temprato (ad esempio, CHD/ECD), la resistenza all'usura e alla corrosione, la stabilità dimensionale dopo il trattamento e la microstruttura desiderata, compresa la distribuzione delle fasi, la dimensione dei grani e la presenza di precipitati. Questo approccio riduce al minimo i rischi di implementazione, consente di identificare rapidamente le potenziali non conformità e fornisce la certezza che il prodotto finale soddisferà i requisiti del pezzo trattato nell'applicazione di destinazione. Sono proprio i test in condizioni vicine a quelle operative reali a consentire la preparazione ottimale e l'adattamento della tecnologia ai requisiti di produzione individuali", ha dichiarato Łukasz Piechowicz, Direttore del Centro di Ricerca e Sviluppo SECO/WARWICK.
Il ruolo del laboratorio metallografico

Parte integrante delle prove di processo e del processo di implementazione è il laboratorio metallografico, dove si eseguono test su campioni tagliati da parti trattate e su campioni testimone. Le analisi comprendono la valutazione della microstruttura mediante microscopia ottica ed elettronica, le misure di micro e macrodurezza, la determinazione della profondità della cassa temprata (CHD/ECD) e l'analisi dei profili di carbonio e azoto nello strato superficiale.

"Questi test consentono di verificare se le proprietà ottenute soddisfano i requisiti del cliente, sia in termini di parametri meccanici che di microstruttura. Questo è fondamentale per valutare se il pezzo trattato soddisferà i requisiti dell'applicazione di destinazione. Di conseguenza, è possibile non solo confermare l'efficacia della tecnologia scelta, ma anche ottimizzarla per un caso d'uso specifico", aggiunge Ł. Piechowicz.
L'importanza delle prove di processo per l'implementazione industriale

La conduzione di prove di processo e di test di laboratorio su pezzi reali consente non solo di adattare con precisione i parametri di processo alle aspettative dei partner, ma anche di identificare i rischi potenziali, ottimizzare i costi e ridurre i rischi di implementazione.

Quando un cliente si trova ad affrontare una sfida che richiede un approccio non standard, l'infrastruttura di R&S RETECH negli Stati Uniti interviene in aiuto. Il team supporta lo sviluppo di nuovi materiali e delle tecnologie utilizzate per produrli: dalle leghe e superleghe a base di titanio, zirconio, cobalto e nichel ai materiali a base di cromo e silicio, nonché altre leghe avanzate che richiedono metodi di fusione specializzati o eccezionalmente precisi. Ciò consente di passare dalla concezione e dalle prove di processo a prodotti finiti con parametri di prestazione superiori.

Retech consente ad aziende e istituti di ricerca di testare materiali avanzati e processi metallurgici su sistemi in scala reale presso il suo centro di ricerca e sviluppo di Buffalo, New York. Con il supporto del team di ingegneri - dallo sviluppo del concetto di processo all'analisi dei risultati - i partner possono convalidare più rapidamente le ipotesi di processo, ridurre il rischio di investimento e stabilire un percorso sicuro per l'avvio della produzione.

Le tecnologie disponibili comprendono la fusione ad arco al plasma, la fusione a induzione sotto vuoto, i processi a fascio elettronico e l'atomizzazione al plasma di polveri metalliche reattive e refrattarie. Si tratta di una soluzione per i settori in cui la purezza, la ripetibilità e il controllo del processo sono importanti: dall'aerospaziale, alla difesa, all'energia, al settore medico, ai semiconduttori e alla produzione avanzata. Il laboratorio di R&S di Retech può verificare una tecnologia prima di decidere un investimento di capitale, abbreviando il percorso dall'idea alla realizzazione.

"Offriamo servizi di fusione e atomizzazione eseguiti su impianti operativi presso la nostra sede di Buffalo, dando ai partner un rapido accesso alla metallurgia avanzata sotto vuoto senza la necessità di acquistare immediatamente le proprie attrezzature. Si tratta di una soluzione pratica per le aziende che desiderano convalidare un nuovo processo, aumentare la produzione di leghe, accelerare il time-to-market o mantenere lo slancio del progetto in attesa della propria attrezzatura. Con sistemi come il PAM-5, il R&S Electron Beam, il PGA200 e il PGA300, è possibile condurre prove e cicli pilota e di produzione in condizioni controllate. Questo riduce i rischi e aumenta la flessibilità", afferma Earl Good, amministratore delegato di Retech, una società del gruppo SECO/WARWICK.

Allo stesso tempo, il CAB Brazing Center (in Polonia e in Cina) supporta i clienti nel testare, convalidare e perfezionare i prototipi di scambiatori di calore. Si tratta di uno spazio in cui è possibile effettuare prove per un'ampia gamma di soluzioni, tra cui automotive, energia, HVAC&R (riscaldamento, ventilazione, condizionamento e refrigerazione) ed elettronica. Ciò significa una verifica più rapida del concetto, una riduzione del rischio di implementazione e una migliore corrispondenza tra la tecnologia e i requisiti specifici del settore.

La capacità di eseguire test completi, dalla selezione dei parametri all'esecuzione del processo, fino all'analisi di laboratorio dettagliata, è la base per il successo dell'implementazione delle moderne tecnologie di trattamento termico, garantendo la sicurezza degli investimenti e il vantaggio competitivo.
Innovazioni che passano dal laboratorio all'industria

Il Gruppo SECO/WARWICK investe costantemente in ricerca e sviluppo, considerando la R&S come uno dei fondamenti del vantaggio competitivo del Gruppo. La portata di queste attività si riflette nei progetti di R&S in corso, nel numero di brevetti, implementazioni, studi condotti e collaborazioni con università e istituti di ricerca.

Un esempio degli attuali investimenti in R&S è il progetto Free High Pressure Gas Quenching, con un costo totale di 9,59 milioni di zloty, di cui 5,24 milioni di zloty di cofinanziamento dai Fondi europei. Il progetto prevede lo sviluppo e la costruzione di un prototipo di dispositivo per il free-quenching di parti in acciaio in gas ad alta pressione, utilizzando simulazioni CAE, un gemello digitale, termocamere, uno scanner 3D e prove di processo in condizioni vicine a quelle reali.

Il Gruppo SECO/WARWICK ha ottenuto un finanziamento a debito sotto forma di prestito a lungo termine di 10 milioni di dollari, pari a circa 39,81 milioni di zloty. I fondi raccolti sono stati destinati allo sviluppo della tecnologia di metallurgia delle polveri, compresa la progettazione e l'installazione di forni Plasma Gas Atomizer (PAM) (fusione ad arco di plasma) basati sulla tecnologia proprietaria di Retech, nonché all'espansione e all'allestimento del capannone di produzione e assemblaggio. L'investimento, per un valore totale stimato di 45 milioni di zloty, viene effettuato presso gli stabilimenti Retech di Buffalo, New York, USA. Lo sviluppo della tecnologia di metallurgia delle polveri è destinato a rafforzare la posizione del Gruppo SECO/WARWICK nel mercato globale della metallurgia sottovuoto, in particolare nel settore in rapida crescita della stampa 3D dei metalli (produzione additiva).

La R&S di SECO/WARWICK non si ferma al laboratorio. Un buon esempio di trasferimento di conoscenze all'industria è il DeepCaseMaster Evolution, un sistema di autodiagnosi esperto di nuova generazione per un forno a pozzo, sviluppato in collaborazione con l'Istituto di Ingegneria Meccanica dell'Università di Zielona Góra. La soluzione è stata sviluppata attraverso una ricerca e sviluppo congiunta, supporta processi di carburazione ad alte prestazioni e a bassa pressione e contribuisce ad aumentare l'efficienza energetica riducendo le emissioni inquinanti.

SECO/WARWICK sviluppa l'innovazione attraverso un modello di partnership, in collaborazione con università tecniche, istituti di ricerca, organizzazioni industriali e associazioni di esperti. Di conseguenza, le conoscenze scientifiche vengono trasferite efficacemente all'industria e l'azienda co-crea standard tecnologici nel trattamento termico, nella metallurgia e nell'automazione dei processi industriali. Questa posizione è confermata da numerosi riconoscimenti, tra cui il titolo di "Distinguished for Inventiveness", molteplici onorificenze di "Innovation Leader", i premi Best of Industry, Most Innovative Metallurgical Equipment Specialist per RETECH e i titoli di Innovative Company e Symbol of Innovation. RETECH, un'azienda del Gruppo SECO/WARWICK, è stata anche premiata come "Specialista in apparecchiature metallurgiche più innovativo nel 2022 per gli Stati Uniti"

Lo spirito innovativo di SECO/WARWICK ha quindi una dimensione pratica: inizia con gli investimenti nella ricerca, nei brevetti e nella collaborazione con la scienza, e termina con le tecnologie pronte all'uso che operano presso i siti dei clienti in tutto il mondo. È proprio la combinazione di infrastrutture interne di R&S, progetti dimostrativi, competenze ingegneristiche, partnership accademiche e riconoscimento internazionale che consente a SECO/WARWICK non solo di rispondere alle esigenze dell'industria, ma anche di plasmare attivamente la propria direzione di sviluppo.