Andrea Cantarutti andrea.cantarutti@global-advantech.com

Additive Manufacturing

adeguatamente industrializzato :

il processo efficace nell’ambito del PLM/CAx

Additive Manufacturing adeguatamente industrializzato : il processo efficace nell’ambito del PLM/CAx

La Tecnologia dell’Additive Manufacturing rappresenta la punta dell’iceberg della tecnologia digitale applicata allo sviluppo e alla produzione dei moderni prodotti.

L’adeguata impostazione della tecnologia digitale nei processi industriali di Design e in Manufacturing consente di beneficiare anche della tecnologia di realizzazione “additiva” del prodotto a partire dal suo modello “virtuale” 3D.

Come dimostrano le iniziative industriali più efficienti realizzate, il ciclo di sviluppo e produzione del prodotto (industriale, consumer goods, ecc.) basato su tecnologia digitale/virtuale nei diversi sistemi ICT per l’Ingegneria (gli acronimi noti sono PLM, CAx, CIM, CAM, ecc.) permette di usare efficacemente le tecnologie di Additive (e Cutting) Manufacturing…

…che consentono “finalmente” di conseguire la “fisicità” dell’oggetto sebbene questo venga sempre concepito nel dominio “virtuale” attraverso le tecnologie ICT applicate in ambito Design, Engineering e Manufacturing.

DIGITAL ENGINEERING & MANUFACTURING IN ITALIA

Uno dei principali fattori critici

dell’Industria Italiana

Scienza & Tecnologia per il Business

La scienza e la Tecnologia corrono molto più velocemente della capacità di adozione nel proprio Business dalle Aziende.

È un problema amplificato in Italia :

Diagnosing the Italian Disease - Sett 2014 (http://www.haas.berkeley.edu/groups/finance/Diagnosing.pdf )

Bruno Pellegrino (University of California Los Angeles)

Luigi Zingales* (Harvard University NBER & CEPR)

Abstract/Argomento

Perchè in Italia venti anni fa la produttività individuale ha smesso di crescere ?

Mentre nel periodo 1995 – 2011 di “media” :

Giappone +1.8%

Germania +1.5%

France +1.4%

USA +2.3%

ITALIA +0,4%

(2000-2011 +0,18% !!!)

The real laggard is Italy (!!) , with a growth of productivity per hour equal to only 0.4%,

which becomes 0.18% in the period 2000–2011.

Italian productivity slowdown is associated

with Italy’s difficulty in taking full advantage of the Information and Communication Technology (ICT) Revolution that started in the mid-1990s.

ADDITIVE MANUFACTURING & TECNOLOGIE PLM/CAX

Digital technologies :

- da Virtual Product a Physical Product

- mediante PLM e 3D Printing

Scienza & Tecnologia per il Business

3D Printing (o Additive Manufacturing) Tecnologia innovativa per il Prodotto (e il suo Business),

Deve essere “posizionata” efficacemente nel Sistema Gestionale dell’Ingegneria (Digital/Virtual)

PLM : Product

Lifecycle

Management

Industrializzazione per il Business Processo “Digitale” completo dove usare 3D Printing

Sales &

Marketing Test &

Validating

Design &

Engineering

Manufacturing

• Virtual Engineering

• Virtual Manufacturing

Nuovi Prodotti e Nuovi Mgmt Processes

Innovazione della Tecnologia da Analogica a Digitale…

Innovazione dei Prodotti

Innovazione dei Processi & Metodi per Produrli

Funzionalità Prodotto

Proc. Sviluppo e Produzione

Qualità e Certificazione

Supply Chain e Competenze

Manutenzione e Servizi Post

Esempio 1 – Componente MeccaTronico

Che include : Parte Strutturale/Meccanica

Impianto Elettronico

Sensori «embedded»

Con 3D Printing : Parte Unica

Con funzionalità :

Strutturali/Meccaniche

Elettroniche

Su medesima parte che include circuiti elettrici (materiale conduttore)

Esempio 2 – Componente Automobilistico

Che include : Parte Strutturale/Meccanica

Sistema isolamento Termo-Acustico

Forma e Materiale «ad hoc» (Filtro)

Con 3D Printing : Parte Unica

Idee e geometrie che erano «Fisicamente impossibile» da realizzare nel Design , oggi lo sono.

Su medesima parte che include strati di materiale diverso anche su geometrie molto complesse

Strutture leggere e materiale «ottimizzato» a seguire CAE info

Esempio 3 – Componente Bio-Medicale

Che prevede: Geometria da rilevazione biometrica

Multi-Materiale

Geometria «personalizzata»

Con 3D Printing : Geometria realizzabile solo con 3D Print

Con funzionalità :

Strutturali/Meccaniche

Segnalazione digitale dati bio da sensori «embedded»

Meta-Materiali sinterizzati

AM nel Processo di Sviluppo&Produzione

1. Concept-Design 1. Progetto il Prodotto completo di TUTTE le funzionalità

2. Detailing & Analysis 1. Dettagli geometrico-funzionali e simulazione che tiene

conto di tutte le Funzioni (multi-disciplinare)

2. Ottimizzazione «Multi-obbiettivo amplificata»

3. Produzione 1. Ciclo di Produzione completamente nuovo (da

ridefinire)

1. Additive + Cutting manufacturing

2. Ciclo di Controllo da ridefinire

4. Post Vendita / Manutenzione 1. Nuove funzioni «Post Delivery» e maintenance

«embedded» nei prodotto di AddMfng

TECNOLOGIE & BUSINESS AZIENDALE Il focus prioritario sulle nuove Tecnologie

NON porta Vantaggi e Profitto al business

SE non è correttamente posizionato nei processi tecnici dell’ azienda !!

Press on Additive manufacturing

Factories of the future will have 3D printers working alongside milling machines, presses, foundries and plastic injection molding equipment in the business of making things. – The Economist.

Additive Manufacturing is Energy-efficient and environmentally-friendly !

It is the Next Industrial Revolution !

According to the US government, "Additive Technologies added over half a million manufacturing jobs over the last 3 years in US".

AM nell’Industria e nel Business

- Flessibilità delle funzioni/prestazioni

del prodotto ottenuto

- Economia di produzione su pezzo

unico e «No waste»

- «Personalizzazione» del prodotto

- ICT Digital Technology oggi supporta

adeguatamente Add./Cutt. Mfng

Srenghts

- Possibilità di fornire nuove

capacità/servizi al Cliente (Ricambi, …)

- Nuovi processi AddMfng + CuttingMfng

in fase di lancio

- Facile produzione «in Remoto»

- Interesse Industriale e «Sociale» al

3DPrinting

Opportunities

- Criticità tempi di produzione per

prodotti «di serie»

- Necessari processi-tecnici complessi

per ottenere efficienza e profittabilità

(PLM e Digital/Vuirtual know-how)

- Criticità su Materiali (anche diversi) e

processi AddMfng disponibili

Weaknesses

- Forte legame fra Concept e Produzione

del Prodotto che richiede nuovi metodi

Digital Engineering e Digital

Manufacturing

- MOLTI ne parlano, ma ancora POCHI

hanno competenze/esperienze

«Industriali-Business»

Threats

Digital Technologies nel Business…

Intelligent processes digital technology

Product Innovation Platform – next PLM

"With digital business, the nature of products is changing," says Marc Halpern

from Gartner Group

"This requires manufacturers to adopt new thinking and a new type of IT platform called 'Product Innovation Platforms' to define and design products and to manage life cycles”

Product Innovation Platform – next PLM

The next generation of PLM Gartner Group, Peter Bilello

In its broadest definition its features are: Availability

Agility (rapid-fitting, easy to change)

Real-time collaboration

Discoveries through Research tools

for comparison and analysis

insights through simulation

reuse of insights and designs

based on system-centric design

holistic governance

rather than the individual product data owners, "who often work in siloes environments” according to Bilello.

Digital Engineering e 3D Printing : QUALSIASI Prodotto Virtuale MATERIALIZZATO