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oggetti in funzione dell’uso a cui sono
destinati: il materiale viene utilizzato
solo dove serve e possono anche es-
sere scelti i materiali più adatti in fun-
zione delle richieste dei progettisti per
trovare il migliore compromesso tra
peso, robustezza e costo.
Esempi di prodotti di nuova generazio-
ne sono Dreamcatcher, Fusion 360 e
Within di Autodesk (che sta investen-
do da alcuni anni nel design generativo
e nella stampa 3D per produrre oggetti
finiti ottimizzati), solidThinking Inspi-
re di Altair Engineering, ProjectWise
di Bentley, le piattaforma operativa
Predix di GE, NX di Siemens, Gene-
rate di Frustum e modeFrontier della
triestina Esteco.
Questi nuovi strumenti possono mi-
gliorare la qualità del progetto, l’effi-
cienza e le prestazioni a qualsiasi livello
e in qualsiasi settore: edifici, aerei, pro-
tesi mediche, arredamento, arte, design
e oggetti di uso comune. Per esempio,
Illy e Alessi hanno realizzato in colla-
borazione con il designer Michele de
Lucchi la caffettiera moka Pulcina con
l’aiuto del software modeFrontier, che
ha generato molte varianti progettua-
li da cui sono partiti i progettisti per
realizzare il prodotto finale.
Integrazione tra progettazione
e produzione
I maggiori produttori di software in-
dustriale si stanno muovendo verso
l’integrazione di progettazione e pro-
duzione tramite sistemi PLM (Product
Lifecycle Management ) in grado di
gestire tutto il ciclo di vita dei pro-
dotti sempre più potenti e di sfruttare
le nuove tecnologie produttive. Per
esempio, grazie all’integrazione con
la tecnologia di stampa 3D di Mate-
rialise, Siemens abiliterà processi di
fabbricazione additiva utilizzando sof-
tware NX con funzioni CAD/CAE/
CAM per ottimizzare l’intero ciclo di
sviluppo dalla progettazione alla pro-
duzione, riducendo fino al 30% il time-
to-market. Siemens collabora anche
con Stratasys e con HP nell’ambito
della tecnologia di stampa 3D Multi
Jet Fusion per l’industrializzazione del
processo additivo, con l’obiettivo di
stampare in 3D parti funzionali com-
poste da diversi materiali e in diversi
colori, con velocità fino a dieci volte
superiori e costi dimezzati rispetto
agli attuali sistemi.
Le piattaforme avanzate CAD/CAE/
CAM, unitamente alle nuove tecno-
logie produttive e ai nuovi materia-
li offrono agli ingegneri libertà nella
progettazione, possibilità di persona-
lizzazione, velocità senza precedenti,
e permettono di realizzare prodotti
con prestazioni migliori, più economici,
robusti e leggeri, che consentono di
migliorare anche l’efficienza energetica,
la tutela ambientale e di progettare e
produrre nell’ottica dell’economia cir-
colare. I programmi CAEA (Computer
Aided Eco-Auditing) consentono la
valutazione dell’impatto ambientale
dei prodotti e di supportare la lean
production, per minimizzare gli sprechi
produttivi, logistici e globali, suppor-
tando processi di produzione sempre
più perfezionati, automatici e in grado
di auto-ottimizzarsi analizzando i risul-
tati ottenuti e sperimentando nuove
modalità operative (Autonomous Ma-
nufacturing).
Nuovi materiali e tecniche
di assemblaggio
I sistemi evoluti di progettazione e
di produzione si avvalgono di nuovi
materiali con elevate caratteristiche,
come i materiali compositi FRP (Fiber
Reinforced Polymer) e MMC (Metal
Matrix Composite), i materiali cellulari
(honeycomb, schiume metalliche) e
sandwich, i compositi multifunzionali
e i materiali ‘smart’. Con la stampa 3D
si riduce il peso mantenendo rigidità
e robustezza creando una struttura
interna a nido d’ape (honeycomb), o
utilizzando super-polimeri e compositi
più leggeri (Kevlar, fibra di vetro o di
carbonio) in alternativa ad alcuni me-
talli, con riduzione dei pesi del 20-40%.
Sono stati sviluppati nuovi collanti e
nuove tecniche di saldatura per unire
materiali ‘insaldabili’, come alluminio
con alluminio o con acciaio, che per-
mettono di evitare bulloni e rivetti.
Ridurre il peso a parità di proprietà
meccaniche e fisiche produce bene-
fici in molti campi, dall’aerospaziale
alle automobili alle strutture di pon-
ti e macchinari, poiché permette di
risparmiare materie prime, migliora
l’efficienza energetica, riduce il con-
sumo di carburanti e quindi l’inquina-
mento, diminuisce i costi di trasporto
e montaggio. Per ogni chilo di mate-
riale risparmiato in un aeromobile, si
risparmiano ogni anno oltre 100 kg
di carburante. Nelle automobili, una
diminuzione del peso del 10% può
diminuire i consumi del 3% e miglio-
rare le prestazioni.
Nel futuro saranno disponibili nuo-
vi materiali e tecnologie emergenti,
come le nanopar ticelle di carbonio
(nanotubi di carbonio e grafene) e la
produzione additiva multi-materiale in
cui gli ingegneri dei materiali saranno in
grado di progettare le caratteristiche
dei materiali digitali ottimizzati ad-hoc
per i componenti da produrre con le
stampanti 3D.
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maggio 2017
INDUSTRIA 4.0
La caffettiera moka Pulcina realizzata
da Alessi e Illy in collaborazione con
il designer Michele de Lucchi utilizzando
un software progettazione generativa