UNA TESTA 'PIENA DI VITA' - Prima Industrie SpA

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d o s s i e r
di ANTONIO VENDRAMINI
UNA TESTA
‘PIENA DI VITA’
Una visita alla Sallig di Nichelino, in provincia
di Torino, società del gruppo Italdesign-Giugiaro,
consente di apprezzare i vantaggi della tecnologia
di taglio laser 3D della lamiera, in particolare
quelli risultanti dall’utilizzo della nuova soluzione
approntata da Prima Industrie con la macchina
Optimo dotata della testa di lavoro Vivida
Saldatura laser con testa Vivida del sistema Optimo di Prima Industrie
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Dopo il grande successo riscosso alla scorsa edizione della
Fiera EuroBlech 2008 ad Hannover, eravamo davvero curiosi di
vedere in funzione, presso un Ente industriale, il nuovo sistema per
taglio laser 3D Optimo Vivida, o meglio la nuova testa Vivida nel
sistema Optimo dell’azienda torinese Prima Industrie. La nostra
curiosità è stata soddisfatta dalla visita alla società Sallig, a Nichelino,
nella periferia sud di Torino. Si tratta di una azienda specializzata in
costruzioni prototipali, che occupa circa 80 persone, fondata nel
1960 e dal 1995 appartenente a Italdesign-Giugiaro, noto gruppo
industriale torinese, leader nella ricerca stilistica e nella progettazione
dell’automobile. “Sallig iniziò l’attività con una squadra formata da
una decina di ‘battilastra’ - esordisce Massimo Bovi, amministratore
delegato della società piemontese - al fine di realizzare, manualmente
e in maniera artigianale, prototipi per Fiat. L’azienda si è poi evoluta,
crescendo in tecnologia ed acquisendo macchine a CNC, ma è
sostanzialmente rimasta nel medesimo settore ed oggi fornisce
aziende automobilistiche di tutto il mondo”.
LE PREMESSE DI UN BUON LAVORO
“Il nostro lavoro - continua Bovi - inizia con la ricezione dei dati
CAD da parte del cliente - o dalla nostra casa madre -; continua con
lo studio del metodo, la simulazione numerica e la progettazione
delle attrezzature di produzione, per arrivare alla costruzione degli
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stampi e alla realizzazione di prototipi, elementi ‘pilota’ o piccole
serie. Da qualche anno abbiamo installato un impianto per saldatura
a punti per fornire scocche ‘lastroferrate’ complete (Body-in-White)
e di recente abbiamo implementato saldatrici a media frequenza, per
soddisfare le richieste tecnologiche dei nostri clienti. Su richiesta,
siamo in grado di arrivare al montaggio completo dell’autovettura,
assemblando meccanica, impianti, finizioni interne ed esterne,
analizzandone la montabilità e le sequenze di montaggio come
‘verifica di processo’”. Siamo entrati proprio nel ‘cuore’ progettuale
di una vettura, dove cioè si passa dal disegno stilistico, al progetto e si
arriva alla realizzazione di prototipi funzionanti e funzionali alle prove
sperimentali su strada. “Mediamente - racconta Bovi - produciamo
circa 1.500 stampi/anno. All’interno del nostro parco macchine,
costituito essenzialmente da sei fresatrici per realizzare gli stampi e
da 11 presse per l’imbutitura delle lamiere, operano quattro sistemi
laser Optimo per la rifilatura di queste lamiere imbutite. Occorre
evidenziare che il primo robot laser è stato installato in azienda
nel lontano 1982: era uno dei primi sistemi ZAC a tavola mobile,
realizzato da Prima Industrie. Da allora tra Sallig e Prima Industrie è
iniziato un proficuo rapporto di collaborazione che continua ancora
oggi. Due sistemi ancor oggi in uso sono un po’ datati: sono i modelli
CRG che montano ancora sorgenti a CO2 dell’azienda americana
Photon Sources e, pur essendo perfettamente operativi, sono ormai
parte dell’archeologia industriale, con la loro grande fondazione che
mantiene l’allineamento tra la sorgente posta esternamente al sistema
meccanico e lo stesso. Il terzo sistema, benché rivoluzionario nella
struttura omnicomprensiva, è stato installato nel 1999 e monta
componenti relativamente attuali, come la sorgente PRC 2200
e il controllo Prima Electronics PRIMACH-9000L (n.d.r.: per brevità,
indicheremo questo sistema come ‘Optimo PRC 2200’).
IL QUARTO SISTEMA
“Per l’acquisto del nostro quarto sistema laser - continua Bovi -
abbiamo atteso quasi 10 anni. Un’attesa in parte dovuta alle
incertezze del mercato - si pensi solo ai problemi del settore negli
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Panoramica del reparto
della società Sallig di
Nichelino, nella provincia
sud di Torino, dove
sono installati quattro
sistemi laser Optimo di
Prima Industrie per la
lavorazione di protopiti
anni 2001-2002 e ai i tentativi di progettare totalmente in ‘virtuale’
i nuovi modelli -, ma sostanzialmente dovuta alla ricerca di un
prodotto che permettesse un salto di qualità, sia in termini di
lavorazione che di riduzione dei tempi, in modo tale da poter
eseguire convenientemente anche operazioni in piccole serie”.
Abbiamo interrotto il nostro interlocutore nella sua spiegazione
al fine di comprendere come mai la definizione ‘virtuale’ di nuovi
prototipi non abbia avuto successo.
“Si tratta di un insuccesso parziale - spiega Bovi - infatti il ‘virtuale’,
pur permettendo la riduzione dei tempi totali di sviluppo di un nuovo
prodotto, non è in grado di dare tutti i feedback tecnici necessari alla
produzione di serie della vettura sviluppata; perciò, più che mai, è
necessario avere a che fare con componenti reali”.
Soddisfatti della risposta, siamo tornati al discorso sulla ricerca
di un nuovo sistema per lavorazioni laser in 3D.
“Per molti anni - continua Bovi - non abbiamo ricevuto proposte
interessanti da parte dell’industria delle macchine laser. Ultimamente
siamo rimasti attratti dal modello Rapido Evoluzione in cui, grazie alla
riprogettazione della struttura della macchina, con l’aumento della
corsa dell’asse X a 4000 mm, e alla nuova testa di lavoro, che risulta
essere completamente a motori e trasduttori diretti, senza ingranaggi e
cinematismi, era possibile avere alte precisioni e grandi accelerazioni.
L’unità registrava, però, un inconveniente, per noi decisivo: il volume
di lavoro disponibile non rendeva possibile la lavorazione di particolari
come un’intera fiancata di vettura”.
Proseguendo il suo racconto, Bovi ci ha accompagnati in stabilimento:
un ‘grande salone’ dove è stato possibile ammirare i quattro sistemi
laser allineati. Davanti alle macchine, in attesa del taglio di rifilatura,
vi erano contenitori con diversi gruppi di fiancate di nuovi modelli
di autovetture. “La soluzione ricercata negli anni - evidenzia Bovi -
è stata trovata nel nuovo sistema Optimo che utilizza la testa Vivida.
In un’unica macchina era possibile disporre di un grande volume
di lavoro (4.500 x 2.500 x 1.020 mm per i tre assi X, Y e Z), di
importanti precisioni (0,03 mm per gli assi lineari e 0,005° per quelli
rotanti) e di elevate accelerazioni (40 m/s 2 sull’asse adattativo C, ora
controllato dal CNC, e, soprattutto, 12 m/s 2 sul nuovo asse W, che
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EUROBLECH 2008
caratterizza la testa). È risultato da subito evidente che questo sistema
robotizzato di Prima Industrie era la risposta alle nostre esigenze e
ne abbiamo deciso l’acquisto. Inoltre, il robot è stato corredato
da una sorgente CP4000 da 4 kW e controllo PRIMACH-20L,
entrambi sviluppati all’interno del Gruppo Prima Industrie
(n.d.r.: per brevità, indicheremo questo sistema così configurato come
‘Optimo CP4000’), in modo da poter essere in grado di operare sulle
nuove lamiere in acciaio alto-resistenziale e anche su quelle in lega di
alluminio. A circa sei mesi dall’implementazione possiamo affermare
di essere estremamente contenti dei risultati operativi.
Sulla macchina abbiamo effettuato delle modifiche marginali, come
quella, per esempio, di abbassare il basamento e il livello dei due
bancali di lavoro della struttura ‘split cabin’ acquistata.
L’operazione è stata effettuata per consentire l’accesso della scocca
completa di una autovettura sulla quale siano necessarie operazioni
di saldatura laser”.
LA PAROLA AL PRODUTTORE
È Domenico Appendino, direttore marketing di Prima Industrie,
che ci ha accompagnato nella visita, che illustra le caratteristiche
principali della nuova proposta della società torinese.
“Dobbiamo partire dal nome Vivida - esordisce Appendino -, che
deriva dalla parola latina ‘vividus’, che significa ‘pieno di vita’,
(in inglese ‘vivid’) per arrivare alla definizione caratteristica di questa
nostra soluzione: ‘Vivida è la testa di lavoro piena di vita del sistema
Optimo’. Possiamo darne una definizione in modo ancora più
allegorico. Pensiamo a un pianista: mentre le sue braccia si muovono
sopra la tastiera, descrivendo ampi movimenti, le sue mani compiono
RIVESTIMENTO FIANCATA
(Berlina tre volumi segmento D)
Tempo totale di taglio 6’ 04” con ‘Optimo CP4000’ con Vivida
Tempo totale di taglio 6’ 95” con ‘Optimo CP4000’ senza Vivida
Tempo totale di taglio 13’ 31” con ‘Optimo PRC 2200’
Lunghezza effettiva di taglio di 16.753 mm
Tabella 1 - Confronto dei tempi di taglio per la lavorazione di rivestimento di una
fiancata di autovettura con le macchine laser ‘Optimo CP4000’ con Vivida,
‘Optimo CP4000’ senza Vivida e ‘Optimo PRC 2200’
La testa Vivida presenta
un extra asse lineare W,
parallelo all’asse B,
racchiuso nel soffietto
al centro dell’immagine,
mediante il quale
è possibile movimentare
il TCP del sistema globale
con un’elevata dinamica
d o s s i e r
piccoli e rapidi tocchi dei tasti. Il cervello
del pianista sincronizza questi due movimenti,
generando una musica armoniosa. Il sistema Optimo
Vivida è quindi, in realtà, composto da due diverse entità:
le tradizionali movimentazioni dell’unità Optimo Evoluzione,
che rappresentano le braccia del pianista, e che dirigono il fascio
laser all’interno del suo grande volume di lavoro, già con buone
accelerazioni di 4 m/s 2 sugli assi lineari, e la testa di lavoro Vivida, che
è la mano del pianista, che rappresenta la ‘piccola macchina’ in grado
di compiere movimenti estremamente veloci, grazie al suo nuovo
asse controllato W parallelo all’asse B, entro un suo piccolo volume
di lavoro di 20 x 20 x 20 mm.
La grande dinamica di questo asse è possibile grazie al ridotto peso
della parte della testa che esso deve movimentare. In questo modo,
è stata creata una piccola macchina ausiliaria perfettamente integrata
agli assi principali, grazie a un software dedicato sviluppato da Prima
Industrie. È infatti il CNC Primach del sistema che agisce come vero
e proprio ‘cervello del pianista’, sincronizzando i movimenti della
‘macchina principale’ con quelli della ‘piccola macchina’”.
Una spiegazione davvero chiara e intuitiva! Abbiamo quindi chiesto
a Domenico Appendino quali siano i vantaggi pratici principali della
nuova soluzione per l’utilizzatore. Ancora una volta, la risposta
è risultata convincente. “È ovvio - sottolinea Appendino - che un
primo vantaggio, non sicuramente il principale, è costituito da
una maggiore affidabilità dell’intero sistema, che si ritrova con
le movimentazioni principali meno ‘stressate’, poiché tutti gli
spostamenti rapidi sono stati demandati alla ‘piccola macchina’,
che agisce come servo intelligente sgravando l’unità principale.
Per inciso, occorre dire che questa concezione consente
OSSATURA INTERNA FIANCATA
(Berlina due volumi segmento C)
Tempo totale di taglio 2’ 56” con ‘Optimo CP4000’ con Vivida
Tempo totale di taglio 3’ 37” con ‘Optimo CP4000’ senza Vivida
Tempo totale di taglio 5’ 31” con ‘Optimo PRC 2200’
Lunghezza effettiva di taglio di 5.557 mm
Tabella 2 - Confronto dei tempi di taglio per la lavorazione dell’ossatura interna
di una fiancata di autovettura con le macchine laser ‘Optimo CP4000’ con Vivida,
‘Optimo CP4000’ senza Vivida e ‘Optimo PRC 2200’
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l’istallazione delle macchine senza alcuna
necessità di fondazioni speciali, nonostante la
loro dinamica estremamente elevata. Un secondo
grande vantaggio per l’utilizzatore è costituito dal fatto
che, con l’azione combinata delle due macchine, si possono
ottenere le massime prestazioni tecnologiche, in termini di
velocità di lavoro, lungo una traiettoria che si presenta un po’
intricata per la presenza di molti fori o per la necessità di ricavare
intagli precisi”.
DATI CONVINCENTI
Per meglio precisare l’ultimo concetto espresso da Appendino,
Bovi ci ha fornito alcuni esempi numerici di raffronto: dopo essersi
consultato con i propri collaboratori, ci ha consegnato le tabelle
1 e 2, scusandosi per non averci potuto fornire anche le foto dei
particolari cui si riferiscono, poiché veri e propri ‘componenti
prototipo’ e pertanto coperti da accordi di riservatezza. Appendino
aggiunge: “Anche noi abbiamo dei confronti sui tempi di taglio.
Ad esempio, considerando il pannello interno di un cofano,
utilizzando ‘Optimo CP4000’ senza Vivida, il componente può
essere ottenuto in 3’58”, mentre invece la sua lavorazione con
l’impiego della testa Vivida comporta un tempo di 2’55”, inferiore
del 27% rispetto al precedente (28% nell’esecuzione dei 91 fori
dei piccoli contorni; 15% in meno per la rifilatura del contorno
esterno, avente l’estensione di 4.990 mm)”. Bovi commenta:
“I vantaggi che derivano dall’utilizzo della soluzione Vivida
sono evidenti e risultano essere percentualmente tanto
maggiori quanto più complessi sono i percorsi di
taglio. Anche per questo, recentemente, stiamo
aumentando la nostra penetrazione in un settore,
che meno risente dell’attuale contrazione
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Con la testa Vivida,
il tempo di rifilatura laser
del pezzo in visione -
pannello interno di un
cofano di vettura -
viene ridotto del 27%
rispetto a quanto
ottenibile con l’unità
tradizionale Optimo
nel campo ‘automotive’: quello del ‘bianco’. Stiamo attualmente
mettendo a punto particolari in lamiera per elettrodomestici,
dove è predominante la realizzazione di fori e asole rispetto alla
rifilatura continua: i vantaggi derivanti dall’utilizzo della soluzione
Vivida saranno ancora maggiori. Abbiamo iniziato sperimentazioni
nel settore (n.d.r.: nell’ufficio del responsabile delle macchine
laser, Bartolomeo Bosco, abbiamo potuto osservare le prime fasi
di sviluppo ed ottimizzazione di un ‘carter’che sarà utilizzato su
nuovi modelli di elettrodomestici, in particolare una lavatrice), ma
non siamo ancora in grado di fornire dati di taglio comparativi”.
“Dobbiamo poi osservare - aggiunge Bovi - che stiamo utilizzando
il sistema ‘Optimo CP4000’ anche per applicazioni di saldatura
a tratti, quasi remota: la saldatura è in questo caso ottenuta
dalla movimentazione rapida della testa Vivida invece che da
specchi galvanometrici, come avviene negli impianti dedicati
specificamente a questo scopo. Le velocità di lavoro non sono
comparabili, ma viene aperta la possibilità di realizzare anche
strutture saldate complete. Occorre poi tener presente che,
operando nel settore dei prototipi e delle piccole serie, siamo
marginalmente interessati a ottenere le velocità di lavorazione
proprie della produzione”. Un ultima domanda al nostro
qualificato interlocutore: è possibile avere un parere conclusivo
sulla soluzione Vivida del sistema Optimo? “Siamo entusiasti
delle sue prestazioni - conclude Bovi -: grazie a questa soluzione
tecnologica abbiamo potuto ampliare la nostra offerta affacciandoci
a nuovi campi che, con buone probabilità, ci permetteranno di
superare i tempi di incertezza di questa crisi economica mondiale.
Dobbiamo necessariamente ringraziare Prima Industrie”.
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