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International Research Center for Robot and Additive Manufacturing 4.0

  • Abstract

    Il progetto risponde principalmente al bisogno di lavorare in sicurezza e con dignità applicandosi in attività gratificanti, non alienanti e che concorrono alla autorealizzazione del lavoratore e all’espressione delle proprie potenzialità. Il progetto, quindi, intende sviluppare soluzioni produttive innovative nell’ambito dell’additive manufacturing e della robotica pesante per la lavorazione di materiali avanzati per pezzi di grandi dimensioni. Si tratta di soluzioni che potranno essere applicate in settori produttivi tipicamente caratterizzati da una produzione poco standardizzata, con una forte componente di lavoro manuale, quali l’aeronautico, la nautica e l’aerospaziale, le energie rinnovabili, le costruzioni, i grandi impianti industriali, le grandi infrastrutture, fino a comparti specifici come le attrazioni per parchi giochi, etc.

  • Descrizione

    IRCRAM4.0 intende sviluppare soluzioni produttive innovative nell’ambito dell’additive manufacturing e della robotica pesante per la lavorazione di materiali avanzati per pezzi di grandi dimensioni. L’introduzione di soluzioni di automazione in questi settori consentirà di migliorare il livello di sicurezza, dando la possibilità di demandare i compiti più pericolosi a robot e impianti automatizzati, interconnessi in rete e programmabili da remoto, dando così la possibilità agli operatori di sgravarsi dalle mansioni più pericolose e faticose e dedicarsi ad attività di supervisione e programmazione, più gratificanti e creative e meno pericolose. Ugualmente l’introduzione di tecnologie di additive manufacturing per la produzione di componenti in materiale composito consentirà di automatizzare un processo attualmente caratterizzato da forte componente manuale, ripetitivo e rischioso in quanto pone gli operatori a contatto con materiali potenzialmente pericolosi, quali la fibra di carbonio e le resine. In generale l’incremento del livello di automazione, l’introduzione di tecnologie di manifattura avanzata e di prototipazione rapida, l’interconnessione dei macchinari in rete per la raccolta ed analisi dei dati di produzione, sono attività, in linea con la filosofia dell’industria 4.0, che consentono di sgravare i lavoratori dalle mansioni più faticose, ripetitive e meno gratificanti, favorendone il graduale spostamento verso attività più creative e gratificanti, di progettazione, programmazione e supervisione degli impianti produttivi, di raccolta ed analisi dei dati per la formulazione di strategie e programmi di sviluppo ed innovazione sempre più efficaci. Inoltre, come ulteriore elemento di miglioramento della sicurezza del lavoratore, il progetto prevede anche una analisi specifica rivolta alla riduzione del rumore nelle macchine utensili da ottenere con l’introduzione di soluzioni innovative di smorzamento delle vibrazioni applicando tecniche ANT (Active Noise Control) e AVC (Active Vibration Control) per definire opportuni interventi da apportare alla struttura della macchina e l’individuazione dei punti critici di monitoraggio. 

  • Approfondimento tecnico

    IRCRAM4.0 aumenterà le conoscenze nell’ambito della robotica e dell’Additive Manufacturing (AM) in modo da poterle rendere agevolmente applicabili per le strutture di grandi dimensioni e migliorarne la qualità finale. Da un punto di vista metodologico, gli elementi di innovazione sono: 

    - Nuovo approccio alla progettazione basata sull’AM che cambia il modo di realizzare i componenti e quindi ripensare in maniera più ampia la costruzione delle macchine in genere 

    - Deposito della fibra di carbonio o dei componenti del materiale composito senza interruzione anche per le grandi dimensioni 

    - La misura di stress e strain distribuita. Tale metodologia può essere applicata sulle grandi strutture oggetto della presente proposta di ricerca nelle quali sarà essenziale garantire livelli di deformazione ottimali per le applicazioni. Tale approccio tecnico-scientifico non è mai stato applicato al mondo con tecniche di misura di campi di stress e strain mediante termoelasticità e tecniche ottiche integrate a nostra conoscenza su grandi strutture. 

    - Applicazione di metodologie di progettazione applicate ai robot umanoidi , ai prototipi di ricerca, all’automazione o alla robotica industriale. 

     

    La flessibilità di tale metodologia permetterà di realizzare manufatti con precisioni e caratteristiche meccaniche migliori dell’attuale stato dell’arte, perché gli errori saranno individuati e corretti durante il deposito del materiale. Dal punto di vista tecnologico gli elementi di innovazione sono: 

    - nuove macchine per l’AM:le informazioni derivanti dalla data analysis permetterà di realizzare manufatti con precisioni e caratteristiche meccaniche migliori dell’attuale stato dell’arte in cui i grandi manufatti in composito si producono a mano utilizzando stampi che vengono assemblati e disassemblati con notevoli approssimazioni costruttive (IIT – CMZ). 

    - Utilizzo di nuovi materiali per l’AM. Lo studio dei nuovi robot prevede l’impiego di materiali altamente tecnologici quali carbonio, grafene, metallo, materiali polimerici, per garantire alta resistenza meccanica, rigidezza, leggerezza e compatibilità ambientale. 

    - Nuovi Sistemi Robotici per la manipolazione dei Manufatti in AM (IIT-CMZ). In particolare verrà sviluppato un sistema di presa penumatico e proporzionale dotato di sensori, valvole per il controllo proporzionale ed data analysis in real time per un perfetto adattamento in forza e posizione. 

    - Nuovi sistemi per il controllo delle dimensioni e delle proprietà meccaniche dei manufatti in AM (IIT). 

  • Highlight

    Il progetto si pone l’obiettivo di rafforzare la collaborazione fra ricerca e imprese e la formazione delle competenzenper il lavoro e la fabbrica del futuro: le strette interconnessioni tra centri di ricerca e imprese, tra pubblico e privato, tra diritto all’istruzione e formazione alle competenze 4.0 può dar vita alla fabbrica del futuro in versione “research factory” distribuita, per trasformarla in un luogo che va oltre i suoi confini fisici, dove manifattura e ricerca si uniscono.

  • Impatto territoriale

    Il progetto è incentrato sulla trasformazione digitale di servizi e ambienti sul territorio Lombardo. L’area geografica di focalizzazione del progetto che pure intende aver un respiro nazione, europeo e internazionale, su cui insiste e/o dovrà insistere l’intervento è composta dalle seguenti province: 

    • Bergamo
    • Brescia
    • Milano
    • Varese

  • Impatto S3

    MANIFATTURIERO AVANZATO

    MA1 Produzione con processi innovativi

    MA1.1 Sviluppo di tecnologie per processi di produzione avanzati di prodotti ad alto valore aggiunto (ad esempio additive manufacturing, laser, nano- e micro-lavorazioni)

    Tra le tematiche di sviluppo individuate nell’ambito della strategia S3 il progetto ha maggiori impatti nella “MA1 Produzione con processi innovativi” che si pone come obiettivo prioritario quello di “creare nuovi sistemi produttivi basati su processi innovativi per la produzione di prodotti complessi”, a cui risponde pienamente l’obiettivo del progetto di sviluppare processi innovativi di AM in particolare finalizzati alla produzione su grandi dimensioni, campo applicativo nel quale è richiesto lo studio e lo sviluppo di nuove soluzioni tecnologiche allo stato dell’arte, come di seguito meglio precisato. Il Progetto garantirà un contributo alla competitività del nostro territorio interessata da una innovazione che interessa molte di queste produzioni dalle serie limitate, dall’esigenza d’impiego di nuovi materiali, dall’esigenza di economizzare il ciclo produttivo, dalla precisione che deve caratterizzare certi manufatti, dalla flessibilità che deve qualificare la supply chain, dalla sicurezza con cui devono lavorare gli operatori. Il progetto permetterà di acquisire importanti conoscenze e capacità sul loro utilizzo industriale garantendo un sostegno ad un target d’impresa significativo per rappresentatività del sistema lombardo, incrementando altresì le opportunità di cooperazione tra le imprese e il sistema di ricerca. Ciò relativamente anche ad altre aree di specializzazione della S3 lombarda e con riferimento ai Macrotemi “MA2.6 sviluppo di soluzioni e/o tecnologie robotiche per supportare la collaborazione tra macchine ed operatori umani in lay out produttivi” e “MA4.4 sviluppo di tecnologie innovative di produzione efficienti ed economicamente sostenibili per prodotti personalizzati, quali additive manufacturing”.

  • Ambito europeo

    Le attività del progetto sono collegabili a quelle relative all’ambito Industry 4.0, in particolare alle call “Transforming European Industry”, all’interno del Workprogramme n. 5.ii. “Nanotechnologies, Advanced Materials, Biotechnology and Advanced Manufacturing and Processing”.

LOGO DEL PROGETTO
  • International Research Center for Robot and Additive Manufacturing 4.0

  • Acronimo
    IRCRAM4.0
  • Ecosistemi
    • Manifattura avanzata
  • Numero componenti team
    48
  • Keyword
    Additive manufacturing, automatizzazione, industria 4.0, tecniche Active Noise Control e Active Vibration Control, robotica, data analysis, manifattura
  • Valore economico progetto
    6.439.588,36 €

    Valore economico finanziamento
    2.626.200,78 €
  • Partner
    - IIT - FONDAZIONE ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA - PARCO SCIENTIFICO TECNOLOGICO KILOMETRO ROSSO S.P.A.,IN BREVE KILOMETRO ROSSO S.P.A. O KM. ROSSO S.P.A. - FAE S.R.L. - D&G IMPIANTI ELETTRICI DI DIGIGLIO A. E GHIDINI L. S.N.C.

    Capofila
    Camozzi spa Società Unipersonale

Commenti

Francesco Guaraldi

Salve non sono riuscito a collegarmi. Se fosse possibile organizzare un breve call nei prossimi giorni sarei lieto di ricevere un aggiornamento sul vostro progetto. Francesco.guaraldi@unimore.it

20/07/2020 16:48

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