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Microfabbrica che guida i motori locali

Gli strumenti di fabbricazione additiva e un modello di produzione rivoluzionario stanno contribuendo ad avvicinare la Local Motors, azienda produttrice di veicoli elettrici, alla sua visione di un futuro più pulito e sostenibile.

I veicoli elettrici (EV) non sono una novità. La novità sono i veicoli elettrici autonomi prodotti con un'enorme stampante 3D e poi assemblati da una piccola squadra di operai in una "microfabbrica", una struttura non più grande del più vicino grande magazzino. Inoltre, questi veicoli futuristici sono spesso personalizzati in base alle esigenze specifiche delle persone o delle aziende che li acquistano.

Proprio come Olli, un bus navetta che promette non solo di cambiare il volto del trasporto come lo conosciamo, ma anche di rivoluzionare il modo in cui le case automobilistiche di tutto il mondo progettano, producono e commercializzano i loro prodotti.

La navetta senza conducente è stata presentata all'International Manufacturing Technology Show (IMTS) 2018 di Chicago e il produttore del veicolo, Local Motors con sede in Arizona, ha una storia di azioni altrettanto audaci. All'IMTS 2014, la casa automobilistica ha costruito la prima auto stampata in 3D al mondo, la Strati, sul pavimento del centro congressi. L'ultimo giorno della fiera, il fondatore di Local Motors Jay Rogers e il presidente dell'Association for Manufacturing Technology Douglas Woods hanno fatto un giro con l'auto.

Rompere gli schemi

Dalla sua nascita nel 2007, Local Motors ci ha regalato la Rally Fighter, la prima auto di produzione co-creata, così come la XC2V (un "veicolo sperimentale di supporto al combattimento"), il trike da drift elettrico Verrado e la roadster LM3D Swim "completamente personalizzabile" e co-creata. Forse il più emozionante di tutti è stato il Domino's DXP (acronimo di "delivery expert"), presentato come il "veicolo di consegna definitivo" per la pizza. Sono stati tutti sforzi collaborativi e tutti hanno rotto gli schemi della produzione tradizionale.

Abbiamo molte sessioni di brainstorming creativo con il team e prendiamo decisioni basate sulla scienza e sui dati disponibili

Ma questa storia non riguarda tanto la lavorazione, quanto la visione: una visione per un futuro più pulito e sostenibile, un investimento nelle nostre comunità e un paradigma completamente nuovo per la produzione di oggetti, che inizia con il concetto di microfabbrica.the CoroMill 390 milling cutter helped Local Motors reduce the weight of the cutter to improve performance at long overhangs.

"Sono cresciuto nell'East Tennessee", dice Billy Hughes, direttore del programma di ricerca e sviluppo di Local Motors, "qui c'è una cultura di comunità e la nostra microfabbrica di Knoxville partecipa a questa cultura. Utilizziamo componenti di provenienza locale, come le batterie e le sottostrutture in alluminio, quando possibile, e molti dei nostri dipendenti sono come me: sono di queste parti e conoscono la zona. Questo è il significato di Local Motors: essere parte della comunità locale e aiutare le persone che ci vivono".

Un nuovo standard di produzione sostenibile

Le microfabbriche non consumano enormi superfici di terreno come le fabbriche tradizionali, spiega Hughes, ma contribuiscono a rivitalizzare le comunità riutilizzando edifici vuoti, spesso trasformando quella che era un'impresa fallita in un partner commerciale vivace e lungimirante e in un fornitore di posti di lavoro tecnici e ben retribuiti. Le microfabbriche sono anche molto più flessibili delle loro controparti di grandi dimensioni; laddove un'auto o un camion tipico richiede anni per essere sviluppato e un mese o più per essere costruito, Local Motors può consegnare un veicolo personalizzato in poche settimane.

Vogliamo entrare in contatto con la comunità e adattarci ad essa, non costruire quantità massicce di prodotti da spedire altrove"

Hughes attribuisce gran parte di questa agilità alla fabbricazione digitale diretta, o DDM, una tecnologia che include la stampa 3D ma che va ben oltre. Ad esempio, i team di progettazione e di ingegneri di Local Motors si avvalgono dei più recenti strumenti di simulazione CAD e di altri software e, secondo Hughes, sono sempre alla ricerca di trappole per topi migliori. Hanno impiegato diversi anni per sviluppare materiali proprietari rinforzati con fibra di carbonio, in modo che Olli sia sicuro e strutturalmente solido. Inoltre, raccolgono e analizzano i dati, non solo quelli della produzione ma anche quelli dei veicoli consegnati, e li utilizzano per migliorare continuamente i processi e i prodotti.

"Abbiamo molte sessioni di brainstorming creativo con il team e prendiamo decisioni basate sulla scienza e sui dati disponibili", spiega Hughes, "per esempio, usiamo stampanti in scala ridotta per creare una concept car e poi discutiamo su come migliorarla. Ci sforziamo costantemente di semplificare la progettazione, e questo è uno dei motivi per cui i nostri veicoli contengono solo 40-50 parti, invece di diverse migliaia".

All'avanguardia

Anche l'hardware utilizzato è all'avanguardia. La stampante 3D lunga 12 metri utilizzata per produrre l'Olli contiene una testa di fresatura, che consente all'azienda di produrre un telaio completo con una manipolazione minima e una spesa per gli utensili notevolmente ridotta. Grazie a questa flessibilità, Local Motors può collocare le sue microfabbriche praticamente ovunque nel mondo e utilizzarle per soddisfare le esigenze specifiche della comunità e delle persone nell'area circostante.

"È una questione di scala", dice Hughes, "Vogliamo collegarci e adattarci alla comunità, non costruire quantità massicce di prodotti da spedire altrove. È proprio questo il senso degli impianti piccoli e agili, che sono in grado di rispondere alle esigenze di pochi. Ma si tratta anche dei lavoratori del futuro. I produttori di tutto il mondo sono alle prese con le nuove tecnologie e con la formazione del personale per lavorare in un mondo digitale in rapida evoluzione. E mentre loro stanno ancora parlando di come realizzare questo obiettivo, noi lo stiamo già facendo. Questa è la bellezza del nostro concetto".

Local Motors ha aperto la sua prima microfabbrica a Phoenix, in Arizona, quasi dieci anni fa e si è poi espansa a Knoxville, lo stabilimento dove Hughes e il suo team lavorano. Di recente l'azienda ha aperto una struttura dimostrativa e di apprendimento nel Maryland. Nel frattempo, la casa automobilistica ha messo gli occhi sul Pacifico nord-occidentale, sulla California meridionale, sull'Europa centrale, sull'Australia e su qualsiasi città disposta ad abbracciare una soluzione di trasporto completamente elettrica, autonoma e costruita localmente.

Lavorare con Sandvik

È chiaro che l'innovazione e le partnership sono i principi fondamentali di Local Motors, quindi nessuno si è sorpreso quando Tim Novikov, uno degli ingegneri di produzione avanzata dell'azienda, ha contattato un altro pioniere del settore, Sandvik Coromant, per chiedere aiuto nella lavorazione di alcuni elementi problematici sul telaio stampato in 3D di Olli.

Ironia della sorte, l'ingegnere commerciale del fornitore di utensili, Matt Brazelton, ha consigliato una soluzione realizzata anch'essa con la produzione additiva. La combinazione di caratteristiche complesse dei componenti con cavità profonde in materiali difficili è una sfida tipica della fresatura. Le lunghe sporgenze che queste applicazioni richiedono spesso causano un collo di bottiglia a causa di problemi di vibrazioni e di prestazioni correlate.

Sandvik Additive Manufacturing, una nuova divisione creata all'interno di Sandvik nel 2017, ha studiato nuovi modi per affrontare questa sfida. Il risultato, offerto da Sandvik Coromant, è la nuova fresa leggera CoroMill® 390 abbinata ai supporti Silent Tools™ ammortizzati.

L'obiettivo principale era quello di ridurre il peso della fresa per migliorare le prestazioni in caso di lunghe sporgenze. Erano disponibili diverse alternative, come l'utilizzo di un materiale più leggero o la lavorazione di fori nel corpo dell'utensile, ma la produzione additiva si è rivelata la soluzione ottimale in questo caso.

La fresa leggera CoroMill® 390 è la prima fresa indicizzabile al mondo prodotta in modo additivo e si è rivelata un grande successo per Local Motors. Montando la fresa ultraleggera su una delle barre di alesatura Silent Tool di Sandvik Coromant, dotata di un'interfaccia mandrino a cambio rapido Coromant Capto®, i due sono riusciti a ridurre i tempi di lavorazione della Olli di un incredibile 95 percento.

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