Casi di innovazione sostenibile del Polo Automotive nel ... · Sviluppo di un prototipo per una...

Casi di innovazione sostenibile del Polo

Automotive nel campo della lamiera 16 Maggio 2014

Fiera Lamiera - Lamba Sostenibilità

SOMMARIO

IAM/Polo Innovazione Automotive: chi siamo

Gli aderenti

Obiettivi e struttura del programma

Le direttici di ricerca e innovazione

Iniziative in corso

1. Tecnologie per lo stampaggio e nuovi archetipi strutturali

2. Alleggerimento e consumi

3. Trasformazione dei veicoli

IAM/Polo Innovazione Automotive CHI SIAMO

Intervento realizzato con il cofinanziamento dell’Unione Europea

POR-FESR Abruzzo Attività I.1.2 – Sostegno alla creazione dei Poli di Innovazione

I Poli di innovazione sono previsti dalla

DISCIPLINA COMUNITARIA (2006/C 323/01).

La mission è quella di incoraggiare

l’interazione tra le imprese costituenti il Polo

e di contribuire al trasferimento di

tecnologie, alla messa in rete e alla

diffusione delle informazioni tra le stesse

imprese.

Aderiscono al Polo Automotive oltre 70

soggetti attivi. Esistono contatti per

l’adesione di altre Imprese Ed Enti.

La Soc. Cons. Innovazione Automotive E

Metalmeccanica a r.l. è il Soggetto Gestore

del Polo.

(*) Codici stato legale Abruzzo Altra Tot.

UNI Università 2 1 3

PUR Centro pubblico di ricerca

0

PRC Centro privato di ricerca 1 1

SE Piccola impresa 31 7 38

ME Media impresa 11 2 13

IND Grande impresa 13 4 17

PAR Parchi scientifici e tecnologici 0

OTH Altro 0

Tot. 57 15 72

IAM/Polo Innovazione Automotive Gli Aderenti



IAM/Polo Innovazione Automotive Obiettivi e struttura del programma



PROGRAMMA INNOVAZIONE

• Ricerca e sviluppo

• Adeguamento e sviluppo del capitale umano

• Spin-off

• Esposizioni - test

• Sviluppo filiera

Garantire un’offerta di ricerca e sviluppo sperimentale qualificata indipendente

CAMPUS AUTOMOTIVE

(SOGGETTO ATTUATORE PUBBLICO)

Organizzare e concentrare la domanda di ricerca e servizi avanzati

IMPRESE AUTOMOTIVE IN FORMA ASSOCIATA

(IAM soc. cons. a r.l.)

Qualificare le competenze e mettere a sistema i saperi nel settore automotive e meccanica

(ITS TECNOLOGIE “MADE IN ITALY SISTEMA DELLA MECCANICA”)

Obiettivo generale: sviluppare un sistema automotive INTELLIGENTE-INTEGRATO-ECOLOGICO relativo ai veicoli commerciali e professionali (due/quattro/sei ruote - persone e merci) per il trasporto all’utente finale di prodotti (ultimo miglio), capace di rafforzare e consolidare la filiera.

INVESTIAMO NELLE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE RADICALI.

IAM/Polo Innovazione Automotive Le direttrici di ricerca e innovazione



innovazione dei prodotti innovazione dei processi

Allestimenti e trasformazioni veicoli

commerciali e multienergy

Materiali e tecnologie per il

miglioramento del rapporto tra

prestazioni, qualità, pesi e costi

Am

bie

nte

Design for eco-efficency e

green labeling: riduzione

dei consumi energetici e

facile riutilizzo a fine vita

Qu

alità

Tecniche e sistemi per il

monitoraggio, il controllo e

la certificazione della

qualità dei prodotti in linea

Sta

nd

ard

s

Normative e standards: da

vincolo a leva di

competitività

ME

TO

DI

TR

AS

VE

RS

AL

I

INNOVAZIONI SETTORIALI

Applicazioni

Applicazioni Applicazioni

Applicazioni

ApplicazioniApplicazioni

Applicazioni

Applicazioni

Applicazioni

INIZIATIVE A LIVELLO NAZIONALE E REGIONALE

Importo investimenti = 4,2 milioni di euro

Progetti: • Industria 2015 «ECO-AUTOBUS» • Industria 2015 «DEFCOM»

• Ministero dell’Ambiente «VEICOLI INNOVATIVI A RIDOTTE EMISSIONI PER IL TRASPORTO URBANO MERCI & PERSONE»

• PON MATRECO sui processi di funzionalizzazione dei materiali estetici e strutturali

Importo investimenti = 2,8 milioni di euro

Progetti 7FP

• Factory of the Future:

ENEPLAN (PRIMAPOWER)

Alleggerimento struttura sedile a costi sostenibili :

ottimizzazione cicli produttivi di

idroformatura/stampaggio e saldatura

ICONIK (SAP )

Miglioramento collaborazione tre cliente e

fornitore nella progettazione di prodotto e di

processo

• Green Car Initiative:

EVOLUTION (PININFARINA)

Compoenti per veicolo modulare ultraleggero:

utilizzo di leghe leggere e materiali compositi

termoplastici

CONVENIENT (IVECO)

Veicoli industriali efficienti

Recupero energia cinetica rimorchi

Sistemi per aerodinamica attiva

INIZIATIVE DI RICERCA-SVILUPPO A LIVELLO EUROPEO

La rete globale

Importo investimenti= 2,4 milioni di euro

I N D

U S T R I A

2 0 1 5

Il contenuto di questa presentazione è strettamente confidenziale

Information provided in this presentation are strictly confidential

Il progetto DefCom è finalizzato all’innovazione del

prodotto “macchina utensile per deformazione” made in

Italy, per favorire concretamente la competitività di questo

settore nell’ottica di un radicale incremento

DEFCOM

Deformazione Competitiva

DEFCOM

Deformazione Competitiva

I N D

U S T R I A

2 0 1 5



Linee di ricerca Dimostratori

Studio, definizione ed

implementazione di nuove

architetture di macchina.

Sviluppo ed implementazione

di sorgenti di riscaldamento

controllato

Studio e sviluppo di nuove

soluzioni sensoristiche

Studio ed introduzione di

servomotori elettrici ad alte

prestazioni

Demo 1 – Stampaggio lamiere

Demo 2 – Piegature lamiere

Demo 3 – Lavorazioni

complesse di tubi

Demo 4 – Lavorazioni massive

a caldo

DEFCOM

I partner:

I N D

U S T R I A

2 0 1 5



Consorziati IAM coinvolti:

DEFCOM OBIETTIVI GENERALI E SPECIFICI

Principali risultati attesi e ricadute:

Sviluppo del processo di stampaggio a caldo integrato all’utilizzo di leghe di alluminio, validato con la realizzazione di componenti prototipali per l ‘ Alfa 4C (attività condotta in collaborazione con Centro Ricerche Fiat)

Studio e sviluppo di processi flessibili nelle operazioni di completamento di formatura, flangiatura/graffatura

Idroformatura tubi

Sviluppo di un sistema di controllo qualità prodotto/processo mediante sistemi ottici a proiezione di frange e grid method

I N D

U S T R I A

2 0 1 5



DEFCOM Demo1 Output: Pressa elettrica

I N D

U S T R I A

2 0 1 5



L’uso di attuatori elettromeccanici per la movimentazione della pressa

consente un notevole miglioramento di efficienza in termini di:

Efficienza: oltre il 90% usando motori a recupero rigenerativo, rispetto

alla massima efficienza attorno all’80% delle tradizionali applicazioni

idrauliche

Flessibilità: il sistema è concepito per essere modulare

Ripetitibilità: preciso controllo dei parametri richiesti da un processo

produttivo

Impatto Ambientale: ridotto livello di inquinamento acustico e

eliminazione dell’olio e di tutto il ciclo di gestione dello stesso (trasporto,

smaltimento, inquinamento della zona di lavoro)

Affidabilità: riduzione del numero di componenti

Sviluppo di un prototipo per una pressa per deformazione

lamiera basata su una tecnologia “servo-drive” in sostituzione

del tradizionale cinematismo idraulico.

Mantenimento delle funzionalità tipiche delle presse

idrauliche: profondità di imbutitura, flessibilità di prodotto

(spettro ampio di regolazione della corsa.

DEFCOM Demo1 Output: Pressa elettrica

I N D

U S T R I A

2 0 1 5



Main Adjustable nominal

working power

kN 120 – 1.200

Moving Table Stroke Mm 600

Drawing Cuschion Adjustable

working power

kN 60 - 600

WorkingTable Dimensions mm 1.500 x 1.000

DEFCOM Isola dimostratore del sistema di

completamento

È stata individuata nella parete divisoria attrezzata di un

veicolo commerciale l'applicazione significativa da sviluppare

per la realizzazione di particolari nell'isola dimostratore, in

particolare con processi «low-cost» senza attrezzature

specifiche.

I

N D U S T R

I A

2 0 1

5

Vista dal

vano di

carico

Vista dal

lato

cabina Il contenuto di questa presentazione è strettamente confidenziale


DEFCOM Isola dimostratore del sistema di

completamento

Sviluppo e realizzazione dei prototipi del sistema

porta per veicolo commerciale leggero mediante

l’utilizzo di un sistema di completamento costituito

da:

• macchina punzonatrice combinata laser CNC a

5 assi

• macchina piegatrice

• macchina CNC per "incremental forming".

Potenzialità sviluppata:

Punzonatrice dotata di un asse verticale e campo

di lavoro significativo ha consentito di eseguire

anche operazioni di "incremental forming".

I

N D U S T R

I A

2 0 1

5



La fase iniziale dell’attività è stata rivolta ad un’azione di

benchmark, condotta sia in ambito automobilistico sia

motoveicolistico, volta ad una individuazione preliminare dei

componenti da industrializzare.

DEFCOM Demo 3: Idroformatura tubi

I N D

U S T R I A

2 0 1 5

Cono scarico Tubazione scarico

Tubo Componente sedile LCV Componente traversa bus

Componente sospensione Traversa sospensione

L’analisi di fattibilità si è concentrata su un particolare

trasversa di sospensione posteriore, evidenziando l’opportunità

di procedere per la realizzazione di stampi prototipali per la

produzione di piccoli lotti di prototipi significativi


I N D

U S T R I A

2 0 1 5

NOT CRITICAL

È in fase di realizzazione lo stampo per la validazione.


I N D

U S T R I A

2 0 1 5

IDROFORMATURA: tecnologia abilitante oggetto anche di altri

progetti di ricerca e sviluppo

RE-SEAT:

applicazione idroformatura per:

• integrazione componenti (da 3 a 1)

• -30% del peso del componente

• riduzione costi/consumi di processo (-440mm di saldatura)

• -5% tempo ciclo

• possibilità di applicazione ad altri componenti

AUTOBUS ECOCOMPATIBILE:

Applicazione idroformatura per nodo telaio idroformato autobus

R18

R18

R23

R23

Target for the geometry

R18

R18

R23

R23

Target for the geometry

Thinning limit

R18

R18

R23

R23

Rdie=14mm

R18

R18

R23

R23

Rdie=14mm

Sistema a proiezione di frange per:

- Acquisizione forma assoluta sotto forma di nuvola di punti xyz, per applicazioni di reverse engineering

- Rilievo deviazione da una forma prestabilita, per individuare difetti come grinze, ammaccature, ritorno elastico, che possono pregiudicare il montaggio e l’estetica del pezzo

Sistema di rilievo di forma e deformazione

per controllo qualità prodotto / processo

“Grid method” per:

- Acquisizione della mappa di deformazione della lamiera per rilievo difetti di stampaggio, eccessivo assottigliamento, piatto, grinze incipienti che possono pregiudicare la funzionalità e la resistenza del pezzo

- Controllo di qualità del prodotto e del processo, utile in fase di try-out (verifica Fem) o anche durante la produzione (controllo a campione)

Acquisizione

forma

Acquisizione

strain

SISTEMA DEFCOM - INDUSTRIA 2015

C

Proiezione di frange e metodo Phase Shift

Rilievo di forme e/o deviazioni di forma

-0.5

-0.5

-1.0

+0.5

+0.5

0.0

+1.5

+3.5

+1.5

Deviazioni di forma

grinze

ritorno elastico

ritorno elsatico

Proiezione sul pannello

Rilievo difetti di forma

Il difetto (0.5 mm)

si trova circa qui

Area di misura


Il difetto (0.5 mm)

si trova circa qui

Area di misura

profilo in direzione Y

profilo in direzione X

0.25 mm


Il pezzo La proiezione di frange Rilievo di forme 3D

L’elaborazione Il risultato

Ricomposizione finale

Proj. Dx

Proj. Post.

Proj. Ant.

Proj. Sx

Ricomposizione finale

..senza nessuna manipolazione sulle nuvole di punti

Applicazioni: rilievi di forma

Pianale di automobile Parafango di motociclo

Supporto per carrozzeria Fondo di coppa dell’olio

Applicazioni: Rilievo deformazione sotto carico di un pannello lavatrice

Applicazioni: studio della deformazione sotto carico del pannello di una lavatrice

OGGETTO CON GRIGLIA

CCD 2 CCD 1

LIGHT SOURCE

Sistema per l’analisi delle deformazioni

Allungamenti: 1 Assottigliamenti: 3

BULGE TEST SU LAMIERA

PORTIERA DI AUTOVEICOLO

Acquisizione di un dettaglio portiera

eps 1

eps 3 eps 2

eps 1

eps 2


Acquisizione di un dettaglio portiera


Acquisizione di un dettaglio rinforzo tunnel

- Seconda passata


Acquisizione di un dettaglio rinforzo tunnel

- Terza passata

Elaborazioni:

Mappe di fase calcolate in real-time

Post-processing su 2° PC in parallelo: Correzione digitale errori di posizionamento

Valutazione difetti riscontrati

Prestazioni del sistema DEFCOM per rilievo forme

4-9 proiettori LED

4-9 telecamere fisse

acquisizioni simultanee

Risoluzione spaziale: 1 mm/pixel

Volume di lavoro: 1000 x 1000 x 300 mm Un milione di punti

Accuratezza: ± 0.2 mm

Metodo della Differenza di Fase con posizionamento pezzi accurato

Tempi di acquisizione:

8÷16 frame / proiezione (0.8 ÷ 1.6 s)

x 4 ÷ 6 proiezioni

= 3.2 ÷ 9.6 sec

Hardware:

Prestazioni attese:

Prestazioni del sistema DEFCOM per rilievo deformazioni

2 telecamere gig-E ad alta risoluzione

Risoluzione spaziale: 0.05 mm/pixel

Area di lavoro: 50 x 50 mm Richiede una sola

coppia di immagini Accuratezza: ± 1% di deformazione

Tempi di acquisizione:

5 secondi a posizione

5 pos x 5sec/pos = 25 sec

Elaborazioni:

Post-processing in real time:

Calcolo del campo di deformazione

Stereoscopia telecamera-telecamera e posizionamento tramite robot

1 robot antropomorfo in configurazione appesa

Hardware:

Prestazioni attese:

deformazione 2 deformazione 1

Prova a taglio su lamiera

Evoluzione della griglia

SPECKLE IMAGE CORRELATION

1 Evoluzione della griglia 2

Prova a taglio su lamiera


Trazione biassiale su elastomeri

x xyy

1 2


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