La manifattura additiva rappresenta oggi uno dei principali fattori abilitanti della Twin transition, integrando innovazione digitale e sostenibilità ambientale nei processi industriali.
Il nuovo paradigma della Physical AI, vale a dire l’integrazione dell’AI nei processi produttivi, nelle macchine e nei materiali, sta trasformando il modo in cui le aziende progettano, producono e gestiscono il ciclo di vita dei prodotti, rafforzando la capacità di innovazione delle nostre filiere manifatturiere.
In questo scenario, si sta sviluppando il progetto Wasteless, che punta a trasformare l’additive manufacturing verso una produzione a zero sprechi, e coinvolge cinque partner industriali: Leonardo, Brembo, Camozzi Group, Prima Additive e Thales Alenia Space Italia.
Indice degli argomenti:
Wasteless unisce AI, machine learning e sensoristica
Il programma di ricerca e sviluppo unisce intelligenza artificiale e machine learning, sensoristica evoluta e progettazione di geometrie complesse per ridurre difetti, sprechi e consumi energetici, aumentando affidabilità e qualità dei componenti nell’industria 4.0 e nel settore aerospaziale.
Promosso da Mics – Made in Italy Circolare e Sostenibile, il partenariato esteso finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca con fondi Pnrr –, e sotto la guida del Politecnico di Milano, con il coordinamento di Bianca Maria Colosimo e Matteo Bugatti, Wasteless coinvolge anche altre tre importanti istituzioni accademiche: Politecnico di Bari, Università degli Studi di Napoli Federico II e Università degli Studi di Padova.
Questa collaborazione tra pubblico e privato, tra aziende di punta dell’innovazione Made in Italy e vari atenei e istituzioni, permette di affrontare in modo integrato e sistemico le principali criticità della manifattura additiva, favorendone una più rapida adozione in contesti industriali ad alta complessità tecnologica.
Una nuova generazione di piattaforme di additive manufacturing
Un team composto da oltre 20 ricercatori e specialisti ha progettato una nuova generazione di piattaforme di additive manufacturing evolute, autonome e intelligenti, capaci di ridurre in media del 30% le imperfezioni nella produzione di componenti stampati in 3D, aumentando qualità e affidabilità e promuovendo quindi una manifattura a zero sprechi.
Con questo scopo, il sistema Wasteless integra soluzioni innovative di sensoristica per la misurazione in-situ e in-line delle firme di processo con tecniche di big data mining, machine learning e intelligenza artificiale, creando un nuovo paradigma di manifattura additiva basato su apprendimento autonomo e capacità predittive.
L’intelligenza artificiale per ottimizzare la produzione
Queste tecnologie consentono il monitoraggio del processo di produzione in tempo reale, la prevenzione e rilevazione dei difetti tramite autoapprendimento e controllo adattivo, e anche l’attuazione automatica di azioni correttive durante la produzione, ottimizzando allo stesso tempo le fasi di post-processing.
“La convergenza tra intelligenza artificiale e manifattura rappresenta un fattore di discontinuità cruciale per il sistema industriale italiano ed europeo”, rileva Bianca Maria Colosimo, professoressa del Politecnico di Milano e presidente del comitato tecnico scientifico di Made in Italy Circolare e Sostenibile.
E sottolinea: “l’esperienza del progetto Wasteless dimostra come la produzione additiva abilitata dall’AI possa generare modelli produttivi scalabili ed efficienti nell’uso delle risorse, riducendo tempi di sviluppo, sprechi di materiali ed energia e aumentando la flessibilità delle catene del valore”.
In prospettiva, “l’adozione sistemica di questa convergenza costituisce un asset strategico per accrescere competitività, resilienza e sostenibilità del manifatturiero italiano ed europeo”.
Migliorare l’efficienza complessiva dei processi aziendali
Il programma Wasteless si concentra anche sulla progettazione e produzione di geometrie complesse tipiche dell’additive manufacturing, come strutture reticolari ultraleggere e componenti realizzati senza supporti, pensate per le esigenze dell’industria aerospaziale.
L’obiettivo è rendere possibile una lavorazione ‘first-time-right’, subito ottimale, riducendo scarti e rework e migliorando la conformità e la qualità superficiale dei manufatti.
Attraverso questo approccio, l’80% delle parti viene realizzato senza difetti al primo tentativo, incrementando la produttività complessiva del 30% e riducendo del 40% il materiale e l’energia necessari per produrre ogni componente, migliorando così l’efficienza complessiva del processo di produzione.
Dati, sensori, AI e componenti meccanici
Un ulteriore ambito di ricerca e sviluppo riguarda l’ottimizzazione dell’intera catena di processo, per migliorare la finitura superficiale e l’integrità strutturale di componenti meccanici ad alte prestazioni, realizzati in leghe di alluminio e titanio.
Wasteless sperimenta trattamenti termici d’avanguardia, modelli e test di fatica di nuova generazione e l’esplorazione di operazioni di finitura sostenibili, come quelle basate sul raffreddamento criogenico, con l’obiettivo di incrementare la resistenza a fatica e alla corrosione.
Gli obiettivi e le aziende partner di Mics
L’obiettivo del partenariato esteso Made in Italy Circolare e Sostenibile è quello di promuovere la sostenibilità nei settori chiave del Made in Italy, con particolare attenzione a tre settori industriali strategici: abbigliamento-moda, arredamento e automazione.
Le azioni principali puntano all’innovazione dei processi produttivi attraverso soluzioni digitali; all’implementazione di principi di eco-design per ridurre l’impatto ambientale e allo sviluppo di materiali sostenibili, privilegiando quelli riciclati e riutilizzabili.
Il Mics ha già ricevuto un totale di oltre 125 milioni di euro di finanziamenti (114 milioni da fondi Pnrr e oltre 11 milioni di coinvestimenti privati): l’ammontare di fondi più alto mai erogato per progetti di ricerca nell’ambito dell’economia circolare e sostenibile.
I partner industriali di Mics sono: Aeffe, Brembo, Camozzi Group, Cavanna, Italtel, Itema, Leonardo, Natuzzi, Prima Additive, Sacmi, Scm Group, Stazione sperimentale dell’Industria delle pelli e delle materie concianti, Thales Alenia Space.
