Scansione ottica: vantaggi concreti

apertura ATOS_TripleScan_SheetMetal2Abbiamo di recente fatto la conoscenza di P&C Automotive, gruppo internazionale con “cuore italiano”, di recentissima costituzione, che opera nel settore degli stampi e dello stampaggio della lamiera a freddo. Si tratta di una vera e propria holding che gestisce diverse società, per un totale di circa 400 dipendenti dislocati in 7 stabilimenti produttivi in tutta Europa. Gian Luca Colombo, Product development del gruppo, spiega: «La nostra organizzazione, che opera prevalentemente nel settore automotive, è cresciuta negli ultimi anni con una media decisamente superiore rispetto ai trend generali di mercato. Ciò è dovuto a diversi importanti investimenti che abbiamo compiuto, soprattutto a supporto delle attività di produzione». Sono dislocate nelle diverse sedi del gruppo: una attrezzeria per costruzione stampi con ben 9 linee di fresatura CNC, un impianto di taglio laser, 3 presse prova da 800, 600 e 500 tonnellate, poi in totale circa settanta linee di pressatura a freddo della lamiera da 400 a 2.000 tonnellate, 6 linee di lavaggio a ultrasuoni, 10 linee di saldatura e svariati laboratori di misura e controllo.

Uno stampo P&C Automotive durante la fase di scansione.
Uno stampo P&C Automotive durante la fase di scansione.

Una scelta innovativa
Tra i vari investimenti delle aziende di P&C Automotive, riveste particolare importanza quello in sistemi di rilevazione ottica della GOM, industria tedesca che sviluppa e produce soluzioni e tecnologie di misurazione. Gabriele Graziosi, Country Manager di GOM Italia S.r.l. (Buccinasco, MI), racconta: «La nostra partnership iniziò molti anni fa, all’inizio degli anni 2000, allorché alcune delle imprese, in particolare Catra S.p.A. e Nuova Stame S.p.A. , ebbero la necessità di effettuare rilievi dimensionali su alcuni dei loro stampi e controlli su particolari stampati». A seguito di questi contatti seguì, qualche anno più tardi, la prima vera installazione, in quanto l’esigenza del controllo dimensionale di questa tipologia cominciava a rivelarsi più continuativa e sempre meno sporadica. Al crescere delle attività, dell’offerta tecnologia e al mutare delle esigenze del mercato, seguirono altri investimenti: «Attualmente – riprende Graziosi – GOM è partner di tutte le imprese di P&C Automotive, sia nell’ambito della produzione stampi, sia in quello dello stampaggio». Il sistema in uso presso le aziende del gruppo è ATOS Triple Scan, soluzione che permette di rilevare e misurare in maniera precisa, rapida e completa, la geometria di pezzi e componenti meccanici mediante l’innovativa tecnologia della scansione ottica.

Gian Luca Colombo chiarisce il perché di tale scelta: «ATOS Triple Scan è una soluzione che abbiamo voluto introdurre fortemente all’interno del nostro gruppo, perché ci permette di rendere più veloci ed efficienti sia le verifiche metrologiche, in particolare per i pezzi più complessi, sia i rilievi dei pezzi e la loro digitalizzazione 3D. Inoltre, ci aiuta a crescere dal punto di vista tecnologico e di “parlare la stessa lingua” dei nostri clienti, essendo tali sistemi molto diffusi anche all’interno delle più importanti case automobilistiche».

Lo strumento di scansione ottica ATOS Triple Scan della GOM.
Lo strumento di scansione ottica ATOS Triple Scan della GOM.

Ideale nella fase di sviluppo prodotto
Sono diversi gli utilizzi che P&C Automotive fa di ATOS Triple Scan, come spiega Gian Luca Colombo: «Il principale impiego dello strumento della GOM è quello della verifica dimensionale degli stampi e/o dei pezzi con essi realizzati. ATOS Triple Scan permette cioè di acquisire la matematica delle superfici di stampi e di manufatti, e di riportarla in maniera completa e precisa all’interno di un CAD». Rispetto alle macchine di misura tradizionali, che effettuano le misure “punto a punto”, lo strumento a scansione ottica assicura l’elaborazione completa e continua delle superfici con evidenti vantaggi in termini di precisione e capacità di calcolo. Colombo entra nel dettaglio: «La possibilità di lavorare in ambiente CAD con superfici che ripropongono in maniera precisa la forma e la geometria dei pezzi e degli stampi, ci consente di calcolare con estrema precisione gli errori d’esecuzione rispetto al progetto CAD ideale». Ciò significa velocizzare e ottimizzare le fasi di costruzione e messa a punto degli stampi e, in parallelo, di sviluppo prodotto; fasi in cui non sempre è semplice prevedere come si comportano taluni materiali (come per esempio l’inox, gli acciai alto-resistenziali, ecc.) durante il processo di deformazione per stampaggio della lamiera.

Un operatore visualizza i risultati di una scansione.
Un operatore visualizza i risultati di una scansione.

Un altro importante punto a favore della scansione ottica rispetto alla misurazione per punti è che l’elaborazione “continua” delle superfici permette di ricavare i profili sia interni sia esterni dei pezzi, e quindi di ottenere l’andamento fedele degli spessori. Colombo: «È questo per noi un altro aspetto essenziale. Gli spessori influenzano le caratteristiche di resistenza meccanica dei pezzi, in particolare se sollecitati a caldo come nel settore dello scarico dei gas di combustione. Dunque, conoscere l’esatto andamento degli spessori, con precisione dell’ordine del centesimo di millimetro, permette di svolgere simulazioni preventive del processo di stampaggio più utili e precise». Allo stesso tempo, le rilevazioni a scansione ottica permettono di verificare e validare, e dunque perfezionare, gli stessi software di simulazione del processo di stampaggio, migliorando e velocizzando ulteriormente le attività di sviluppo, in particolare di prodotti di forma complessa e realizzati in materiali “ostici”.

Linee di stampaggio P&C Automotive.
Linee di stampaggio P&C Automotive.

Benefici a catena
Com’è noto, alcuni stampi necessitano di modifiche o di aggiustaggi artigianali, magari a seguito di alcune richieste dei clienti o a causa di rotture o di usure particolari. In genere, tali modifiche, essendo manuali e successive alle lavorazioni su macchine utensili, non vengono codificate o archiviate all’interno di un CAD. Per tale motivo, uno degli ulteriori vantaggi della scansione ottica è che consente di riprodurre digitalmente qualsiasi superficie, anche modificata manualmente: «Grazie ad ATOS Triple Scan – precisa Colombo – siamo certi di avere a computer tutte le modifiche, anche manuali, eseguite sugli stampi; e quindi abbiamo la garanzia che lo stampo modificato sia ripetibile, allorché il cliente lo richieda. Non solo: la “cristallizzazione” matematica degli stampi, e quindi dei relativi pezzi stampati, consente al cliente di inserire “a progetto” eventuali modifiche o quote non in tolleranza, in quelle rare volte in cui non è possibile rispettare le indicazioni progettuali». Non va dimenticato infine che l’utilizzo dello strumento della GOM è importante anche in fase di produzione in serie: infatti, misurazioni a campione dei pezzi permettono di verificare che gli stessi siano prodotti in tolleranza e che lo stampo non sia soggetto a usure indesiderate.

Alcuni pezzi stampati
Alcuni pezzi stampati

L’importanza di crescere insieme
Gabriele Graziosi: «Per noi è importantissimo che un gruppo di caratura europea come P&C Automotive abbia scelto il sistema di scansione ottica della GOM, anche perché avere a che fare con applicazioni del massimo livello tecnologico in ambito automobilistico significa dedurre spunti e suggerimenti di alto valore da trasmettere alla nostra casa madre per migliorare i prodotti esistenti e svilupparne di nuovi. Questo per noi significa realmente “crescere insieme”. Del resto, noi teniamo realmente alla soddisfazione dei nostri clienti e li seguiamo uno a uno anche nella fase successiva alla vendita, affinché raggiungano il massimo risultato possibile».

Gian Luca Colombo conclude: «Il settore automotive è in perenne evoluzione in termini di materiali, geometrie, precisioni e velocità di produzione ed è quindi dovere nostro e dei nostri fornitori rimanere aggiornati dal punto di vista tecnologico. Abbiamo scelto ATOS Triple Scan, e più in generale GOM, perché garantisce un continuo aggiornamento dei suoi prodotti. Inoltre, assicura un’assistenza tecnica puntuale ed efficiente in caso di necessità, istruisce il nostro personale in base alle ultime novità tecnologiche, in particolare quando vengono immesse sul mercato le nuove “release” dei software, e ci segue in maniera puntuale dal punto di vista delle manutenzioni. Per questo il nostro livello di soddisfazione è elevatissimo».

Gian Luca Colombo, Product development di P&C Automotive, e Carla Russo, Sales Operations di GOM Italia S.r.l.
Gian Luca Colombo, Product development di P&C Automotive, e Carla Russo, Sales Operations di GOM Italia S.r.l.

Un gruppo di respiro europeo
Il gruppo P&C Automotive è stato costituito quest’anno per creare un’organizzazione efficiente, altamente specializzata nel settore dello stampaggio a freddo della lamiera, e nel contempo “snella”, capace cioè di raccogliere in maniera sinergica le competenze e le esperienze delle diverse aziende costituenti. L’obiettivo comune è quello di creare valore per il cliente mediante attività non solo di produzione, ma anche di progettazione e sviluppo prodotto in collaborazione con i propri clienti e in partnership con prestigiose università. Massimo Mascali, Project Quality Engineer di P&C Automotive, entra nel dettaglio: «Uno dei nostri obiettivi è quello di individuare soluzioni ottimali e innovative, in particolare per abbattere i costi e sviluppare i prodotti nel cosiddetto settore “exhaust”, settore in perenne evoluzione in cui sono richiesti prodotti come marmitte e silenziatori con i loro componenti , collettori caldi, terminali, ecc., cioè parti degli impianti di scarico dei gas delle autovetture con motori a scoppio, o anche componenti di impianti di riscaldamento». Tra i clienti del Gruppo ricordiamo FIAT, Maserati, Same-Deutz-Fahr, Wolkswagen, Riello, Magneti Marelli, ecc.

P&C Automotive è composta da diverse aziende, ognuna con la sua specializzazione: in provincia di Lecco, ad alcuni chilometri di distanza l’una dell’altra, operano la Catra S.p.A. (attiva nello stampaggio a freddo), la Catra 2 S.r.l. (saldatura e assemblaggio) e la Catra 3 S.r.l. (costruzione stampi); nella stessa area geografica, nell’ambito della costruzione stampi per deformazione della lamiera, sono attive anche la Nuova Stame S.p.A. e la OMP Perego S.r.l.; nel polo produttivo di Castellato, in provincia di Teramo, lavorano invece la PCM S.r.l. (stampaggio a freddo) e Susta S.r.l. (produzione stampi). Il gruppo, inoltre, ha dato un volto europeo al suo business, aprendo nuove sedi in Germania (PCM DE), Romania (PCM.rom ), Bulgaria (Silpa) e Portogallo (Catra Port).

Da sinistra: Massimo Mascali e Gabriele Graziosi, rispettivamente Project Quality Engineer di P&C Automotive e Country Manager di GOM Italia S.r.l.
Da sinistra: Massimo Mascali e Gabriele Graziosi, rispettivamente Project Quality Engineer di P&C Automotive e Country Manager di GOM Italia S.r.l.

Elevata precisione e massima flessibilità
Carla Russo, Sales Operations di GOM Italia S.r.l., descrive nei particolari ATOS Triple Scan: «ATOS Triple Scan è un dispositivo di scansione ottica in grado di effettuare misurazioni di grande precisione ed elevata accuratezza, anche di superfici lucide, e di acquisire dati completi su componenti complessi con cavità profonde o bordi sottili». Tale soluzione consente di rilevare le superfici di pezzi e componenti di qualsiasi tipo in maniera rapida, flessibile e semplice, e con un limitato numero di scansioni. Può essere inoltre trasportato con facilità, il che è molto utile in cui sia richiesta, per esempio, la misurazione di stampi molto grandi e pesanti. Carla Russo: «ATOS Triple Scan è questa la soluzione ideale per applicazioni industriali quali il controllo di qualità, il reverse engineering e la prototipazione rapida». Tra le tante importanti caratteristiche di ATOS Triple Scan ricordiamo l’adozione della tecnologia “Blue Light a banda stretta” che consente di eseguire misurazioni precise indipendentemente dalle condizioni ambientali di luce; nonché l’impiego di telecamere ad alta risoluzione (fino a 16 megapixel) e di ottiche speciali per garantire l’esattezza delle misurazioni. «Accuratezza, risoluzione di misura e area di misura sono completamente adattabili alle necessità delle singole applicazioni – riprende Carla Russo –. È possibile, ad esempio, sia impostare la massima risoluzione per componenti di piccole dimensioni altamente dettagliati con volumi di misura fino a 38 mm, sia eseguire una digitalizzazione rapida di oggetti di grandi dimensioni, con volumi di misura fino a 2 metri». Questa flessibilità assicura la misurazione di un’ampia tipologia di componenti con la medesima testa del sensore.

Software integrati ed efficienti
Oltre ai componenti hardware, GOM sviluppa autonomamente i relativi software di controllo e gestione. In particolare, grazie agli strumenti ATOS Professional e GOM Inspect Professional, inseriti nel pacchetto in uso delle aziende del gruppo P&C Automotive, è possibile controllare il sensore 3D ATOS in modo efficiente al fine di generare precisi dati superficiali, e di elaborarli nella massima sicurezza oltre che in maniera efficiente ed immediata. «Più precisamente – spiega Carla Russo – ATOS Professional supporta l’operatore nel processo di scansione, attraverso la creazione di procedure guidate e modelli predefiniti, con l’individuazione di parametri di base in funzione delle applicazioni. GOM Inspect Professional, invece, consente l’elaborazione e l’analisi delle mesh per le nuvole di punti 3D in tempi rapidissimi». GOM Inspect professional, inoltre, permette di “tracciare” l’informazione, cioè di controllare e gestire il processo di misura all’interno del sistema gestionale di tutte le aziende del gruppo P&C Automotive. Le misurazioni e le relative elaborazioni possono tra l’altro essere raggiungibili in rete non solo dai progettisti e dagli operatori di produzione, ma anche dagli agenti commerciali e dagli stessi clienti. Carla Russo: «Può essere molto utile presentarsi a un cliente mostrando, per esempio attraverso un tablet, un’elaborazione grafica 3D a colori del componente da realizzare ottenuta con GOM Inspect Professional, anziché una serie di tabelle asettiche e spesso di difficile lettura».

L’automotive in rampa di lancio
Il mondo dell’automotive sta vivendo una fase particolare, in quanto da una parte sono all’orizzonte progetti di grande interesse (basti pensare allo sviluppo della nuova Giulia Alfa Romeo, alla Gran Turismo e all’Alfieri della Maserati, alla Koleos della Renault ecc.), dall’altra sussistono elementi di preoccupazione legati per esempio alla congiuntura economica, nuovamente vista al ribasso, al problema delle emissioni inquinanti e all’incertezza legata allo sviluppo di tecnologie alternative (autoveicoli elettrici o ibridi). Massimo Mascali spiega: «Molte case automobilistiche stanno tirando il freno. Probabilmente, prima di avviare la produzione in serie di nuove vetture, vogliono capire in che modo si sta orientando il mercato. Ciò significa che molti investimenti sono ancora “ai box”; non a caso, da alcuni mesi, stiamo notando una fase di rallentamento e attendismo che non riguarda solo l’Italia ma tutta l’Europa. Rimaniamo comunque fiduciosi, in quanto i progetti ci sono, le richieste di offerte anche, e dunque siamo convinti che presto la produzione delle nuove autovetture ripartirà di slancio».

Gabriele Graziosi offre un punto di vista differente: «Noi proponiamo strumenti di misura ottici che fino a pochi anni fa erano considerati solo un supporto alle normali macchine di misura punto a punto. Oggi, invece, rappresentano indubbiamente la soluzione migliore e anche più diffusa nella misurazione e nella rilevazione di pezzi di forma complessa, in particolare nel settore automotive. I produttori di pezzi in lamiera e di stampi per lamiera sono stati i primi a capire i vantaggi di questo tipo di sistemi, ma la loro diffusione si sta allargando anche ai settori degli stampi per materiali termoplastici, per pressofusione e per forgiatura; e sempre più di frequente sono utilizzati in contesti automatizzati. Insomma, stiamo vivendo un periodo di crescita notevole nonostante che il periodo economico, com’è noto, non sia dei migliori. L’entusiasmo e l’ottimismo non ci mancano».

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