Settore Oil & Gas: le criticità e le sfide dell'approccio additivo

L’ evoluzione della manifattura additiva da prototipale a produttivo porta notevoli vantaggi a diversi settori industriali e, in particolar modo, a quelli caratterizzati da elevata complessità e criticità. La produzione in serie di elementi definitivi è certamente resa possibile da tecnologie e materiali innovativi ma soprattutto da un approccio integrato che, in un contesto organizzato e strutturato, unisce una serie di attività volte all’ottimizzazione dell’intero progetto: il centro di Ricerca e Sviluppo interno, il laboratorio d’analisi e i servizi di ottimizzazione topologica.

Additive Manufacturing industriale per settori critici

Produzione elementi definitivi in stampa 3D

La fabbrica additiva di Zare è strutturata per servire al meglio molteplici tipologie di cliente grazie alla quantità e alla varietà delle macchine e dei materiali disponibili. Il personale altamente qualificato e i reparti interni specializzati lavorano a stretto contatto con il cliente per cercare la soluzione ideale per il progetto.

Questo è reso possibile dall’adozione dell’approccio integrato. Integrazione Additiva è far lavorare i diversi reparti aziendali all’unisono: a partire dal centro di ricerca e sviluppo ed analisi, percorrendo la filiera fino alla concreta produzione ed eventuale ripresa meccanica.

La struttura della nostra Fabbrica Additiva è particolarmente adatta ad accogliere i clienti più esigenti, come quelli che operano in settori dove è richiesto un altissimo valore aggiunto, garantendo loro prestazioni elevate anche in condizioni critiche. Si tratta di settori, come ad esempio motorsport, automotive, difesa e oil & gas, per i quali anche la gestione della commessa è un aspetto a sua volta critico: la documentazione deve essere precisa e puntuale e i processi standardizzati e ripetibili.

Documentazione e ripetibilità dei processi sono fondamentali. Nel gennaio del 2020 Zare è stato il primo service italiano di manifattura additiva a superare l’audit per la certificazione IATF 16949, specifica per l’industria automobilistica; questa certificazione non è solo garanzia di qualità, ma implica anche la produzione di una documentazione precisa e approfondita, tipica delle produzioni in serie, a riprova che anche la produzione additiva può essere sfruttata con successo per la produzione di serie di prodotti e componenti finiti.

Laboratorio Analisi

Ridurre il lead time: l'Integrazione Additiva al lavoro per il settore Oil & Gas

Il cliente che si rivolge alla Fabbrica Additiva chiede sempre più spesso una produzione in 3D definitiva che sia economicamente conveniente e che abbia un costo paragonabile a quello delle produzioni tradizionali. A questo proposito è importante il lavoro svolto dal centro di Ricerca e Sviluppo e dal Laboratorio di Analisi interni alla Fabbrica Additiva che prenderanno in esame la polvere più adatta per sviluppare i parametri idonei ad una produzione di qualità, con tempi di consegna brevi e al costo atteso dal cliente. Un caso interessante a cui abbiamo lavorato riguarda il settore Oil & Gas.

Il progetto era molto complesso, in quanto richiedeva la produzione di una macchina costituita da 18 kit di 4 componenti ciascuno, per un totale di 72 elementi. Tradizionalmente la macchina in questione veniva prodotta in microfusione utilizzando l’Alloy 263, materiale che va colato sottovuoto. Essendo questa una lavorazione complessa ed offerta da pochi centri, i tempi di consegna si allungavano considerevolmente, con l’ulteriore svantaggio di avere uno scarto di materiale molto elevato.

Zare si propone come partner per trovare, insieme
al cliente, la soluzione più adatta

Il cliente cercava dunque una soluzione per ridurre il lead time rimanendo in target con i costi: la produzione in additivo si è rivelata la soluzione perfetta. Siamo stati in grado di produrre i 18 kit necessari in meno di un mese, quando con le metodologie tradizionali i tempi sarebbero risultati molto più lunghi, per poi proseguire la produzione con 2 ulteriori serie da 18 kit su richiesta del cliente.

Per raggiungere il risultato è stato fondamentale l’apporto del nostro centro di Ricerca e Sviluppo e del Laboratorio di Analisi. Per prima cosa, il centro di Ricerca e Sviluppo ha lavorato sul materiale in modo da mettere a punto una polvere perfetta per lo scopo; l’Haynes 263 infatti non è una lega specifica per l’Additive Manufacturing ed è stato necessario parametrizzarla per l’utilizzo richiesto. Dopodiché, il Laboratorio di Analisi ha svolto una serie di test volti a garantire una perfetta sinterizzazione laser.

Successivamente è stato preso in considerazione il design e abbiamo valutato che non fossero necessarie modifiche per procedere alla produzione in additivo: anche la microfusione è un metodo produttivo che si presta a geometrie complesse.

Zare si propone come partner per trovare, insieme
al cliente, la soluzione più adatta

Innovazione e fattibilità economica

Valutate le questioni più squisitamente tecniche è stato necessario prendere in considerazione il mercato a cui il prodotto si rivolge: l’obiettivo è stato quello di ottenere una produzione fattibile anche dal punto di vista economico; non si tratta infatti di fini prototipali, ma della realizzazione di oggetti finiti che verranno inseriti direttamente sul mercato.

Abbiamo dunque lavorato sulle problematiche legate all’economicità relativa, quindi sull’ottimizzazione dei processi per la commessa in questione. Anche se i settori critici industriali permettono di lavorare con budget non necessariamente risicati, rimane non ammissibile lo spreco di risorse. Un nuovo approccio tecnologico viene adottato solo a condizione che il costo rimanga in target per il settore di riferimento, indipendentemente dai benefici e dai miglioramenti apportati.

L’Integrazione Additiva permette di raggiungere una convenienza relativa in un numero molto ampio di casi: tutti gli elementi del progetto vengono analizzati e posti in relazione al fine di ottenere la massima efficienza e trovare il punto di pareggio.
Valutare l’economicità relativa significa ottenere prodotti finiti che possano affrontare il mercato. La Fabbrica Additiva di Zare non è solo un fornitore, ma un vero e proprio partner a cui il cliente può rivolgersi per avviare un processo di innovazione avvalendosi delle più avanzate tecnologie additive integrate con i reparti di Ricerca e Sviluppo, Analisi, ripresa meccanica e ottimizzazione topologica che lavorano in sinergia sul progetto.