Trasformare le polveri di scarto in ricambi per auto: questo l'ambizioso obiettivo della partnership tra Ford e HP. Un progetto che coinvolge altri due protagonisti, ovvero l'azienda di igiene orale e ortodonzia SmileDirectClub e il produttore di resine Lavergne. «L'operazione è semplice - spiega Gino Rincicotti, marketing manager di Hp - SmileDirectClub è una delle nostre installazioni più grandi, con oltre 60 stampanti tridimensionali che danno vita a 40mila allineatori dentali al giorno. Gli scarti di produzione sono fatti da Lavergne, che è uno dei fornitori di plastica di Ford, che trasforma la polvere in un materiale adatto alla realizzazione di parti di veicoli». La partnership tra la casa automobilistica e l'azienda leader nella stampa additiva è in realtà il risultato di una certa "velocità": siamo passati dalla teoria alla prototipazione in meno di un anno, attraverso l'utilizzo della tecnologia a letto di polvere.
I materiali riciclati vengono utilizzati per produrre clip per tubazioni del carburante stampate a iniezione che sono state installate per la prima volta sui camion Super Duty F-250. Le parti hanno una migliore resistenza chimica e all'umidità rispetto alle versioni convenzionali, sono più leggere del 7% e costano il 10% in meno. Il team di ricerca Ford ha identificato altri 10 fermagli per tubi del carburante sui veicoli esistenti che potrebbero trarre vantaggio da questo uso innovativo del materiale e lo stanno migrando sui modelli futuri.
Ford si sta dimostrando uno dei player automobilistici più attivi nella stampa 3D. La collaborazione con HP per riutilizzare polveri e parti stampate in 3D esaurite in un modo è nuova per il settore: in questo modo è possibile chiudere il ciclo e trasformare i rifiuti in parti di veicoli stampate a iniezione. D'altra parte, la sostenibilità è una priorità per entrambe le aziende iconiche, che attraverso l'esplorazione congiunta hanno portato a questa soluzione improbabile e rispettosa della terra. Le parti stampate a iniezione risultanti sono migliori per l'ambiente senza compromettere la durata e gli standard di qualità richiesti da Ford e dai suoi clienti. Ma come funziona questa procedura?
"SmileDirectClub - continua Rincicotti - scansiona un'arcata dentale, poi la invia a un team di dentisti che modificano l'arcata al computer, creando passaggi dalla situazione iniziale a quella finale, che è il punto di arrivo sia per motivi funzionali che estetici Il pool di specialisti esegue il Cad tridimensionale delle successive modifiche da mettere a punto e suddivide il percorso in 12 tappe.Il cliente finale viene quindi fornito di 12 differenti allineatori che lo porteranno progressivamente al raggiungimento della finale Obiettivo Una volta prodotto, SmileDirectClub invia l'intero kit a casa del cliente per meno di un terzo del normale costo di un apparecchio ortodontico».
Questo sistema di lavorazione, tuttavia, crea un enorme volume di plastica. Gli stampi vengono quindi consegnati a Lavergne, un importante fornitore di materie plastiche Ford, che li fonde per realizzare le parti finali del veicolo. In particolare si tratta di componenti della linea carburante sui veicoli, al fine di ottenere risparmi in termini di costo e peso. Lavergne è il partner di riciclaggio di lunga data di Hpper, che trasforma stampi e polvere di scarto dalle stampanti 3D HP di Ford in pellet di plastica riciclata di alta qualità, adatti per lo stampaggio a iniezione. I pellet vengono quindi modellati nelle clip della linea del carburante dal fornitore Ford ARaymond, che progetta, ingegnerizza e produce sistemi di assemblaggio.
Molte aziende stanno trovando ottimi usi per le tecnologie di stampa 3D, ma Ford e HP sono le prime a trovare un'applicazione di alto valore per la polvere di scarto che probabilmente andrebbe in discarica, trasformandola in ricambi auto funzionali e durevoli. Le stampanti 3D HP sono progettate per un'elevata efficienza, con sistemi e strutture per ridurre al minimo il materiale in eccesso che generano e riutilizzare una percentuale maggiore dei materiali posti al loro interno. Lavorando con Ford, che utilizza la tecnologia di stampa 3D di HP presso l'Advanced Manufacturing Center dell'azienda, il team ha creato questa soluzione senza sprechi.
Con il 3D si ottengono processi di produzione più sostenibili, ma lo sforzo delle aziende è sempre quello di fare di più, guidando il settore verso nuovi modi per ridurre, riutilizzare e riciclare polveri e parti. La collaborazione tra HP e Ford estende ulteriormente i benefici ambientali della stampa 3D, dimostrando come stanno unendo settori completamente diversi per fare un uso migliore dei materiali di produzione esauriti, consentendo una nuova economia circolare.
Da parte sua, Ford sta sviluppando nuove applicazioni e utilizzando una moltitudine di processi e materiali diversi per la stampa 3D, inclusi filamenti, sabbia, polveri e polimerizzazione in serbatoi di liquidi. L'azienda utilizza già la stampa 3D per una varietà di parti di veicoli commerciali a basso volume, nonché dispositivi utilizzati dai lavoratori della catena di montaggio, risparmiando tempo e migliorando la qualità. A livello aziendale, Ford ha l'obiettivo di ottenere materiali sostenibili al 100% nei suoi veicoli.
«Il problema e la questione se le tecnologie di stampa 3D siano davvero più sostenibili è al centro del dibattito - spiega Rincicotti -. La verità è che la risposta non è univoca e che il risultato dipende da molti fattori. Innanzitutto perché si parla di manifattura additiva come se fosse un'unica realtà, quando invece ci sono tante tecnologie diverse, ognuna con le proprie caratteristiche ed è quindi difficile fare delle sintesi. Gli unici studi quantitativi sono relativi al consumo di energia elettrica in fase di produzione. Quindi, se devo pensare alla realizzazione di un oggetto semplice come una pallina da tennis, ad esempio, non ci sono grosse differenze dal punto di vista del consumo energetico se lo produco da zero o se utilizzo tecnologie 3D. La situazione è diversa quando si considera il ciclo di vita di un prodotto. È il caso della partnership con Ford: la realizzazione di parti per il veicolo per addizione, cioè utilizzando solo il materiale necessario, e non per sottrazione come nel caso delle macchine utensili tradizionali è decisamente sostenibile. Non esiste infatti materiale superfluo che crei rifiuti».
L'ingresso nel mercato della produzione è stato l'obiettivo preciso per il quale nel 2017 HP ha portato sul mercato la tecnologia Multi Jet Fusion, basata sull'esperienza e decenni di ricerca e sviluppo nel campo delle tecnologie di stampa. Era il 2017 e si trattava di un evento dirompente in quanto poneva le basi per l'affermazione di un mercato di massa per la manifattura additiva: veniva finalmente acquisita la velocità e la precisione che fino ad allora erano state prerogative della produzione a controllo numerico. Ed è quello che è successo. Circa l'80% delle parti prodotte sono in produzione e solo il 20% sono prototipi. Anche i tempi ei costi di produzione sono stati notevolmente ridotti, il che significa che l'acquisto di una stampante può essere ammortizzato rapidamente con un ritorno sull'investimento più che interessante. E per le micro, piccole e medie imprese che non considerano ancora vantaggioso dotarsi internamente di stampa 3D, c'è sempre l'alternativa del servizio.
«L'interesse e il focus di Hp sulla sostenibilità ambientale - conclude Rincicotti - è a 360° e non riguarda solo la divisione 3D. Ci impegniamo ad eliminare le emissioni entro il 2040 non solo per noi, ma lungo l'intera catena del valore, quindi anche per produttori e fornitori. È un interesse costante che abbiamo continuato a perseguire parallelamente alle nostre linee di business e che ci ha permesso, ad esempio, di lanciare nel 2019 un laptop composto all'80% da plastica e metallo riciclati”.
SmileDirectClub produce allineatori trasparenti stampati in 3D. Gli allineatori sono un "concorrente" degli apparecchi tradizionali e delle società di allineamento chiaro come Invisalign. La comunicazione con i professionisti ortodontici autorizzati e altro personale SmileDirectClub avviene virtualmente. I kit di impronte vengono inviati ai clienti, dopodiché le forme dei denti vengono esaminate da dentisti o ortodontisti che supervisionano il processo di trattamento. Secondo quanto riferito, la società lavora con 225 professionisti autorizzati. Sebbene la maggior parte dell'attività e dell'odontoiatria si svolga online, l'azienda dispone di 300 punti vendita al dettaglio negli Stati Uniti, in Canada, in Australia e nel Regno Unito. Nel 2019 l'azienda ha fatturato 750 milioni di euro con oltre 6.500 dipendenti.
Lavergne è leader mondiale nella produzione di resine ingegneristiche sostenibili da plastica riciclata, per sviluppare composti di poliestere ritardanti di fiamma privi di alogeni realizzati con plastica oceanica. Con il primo grado già commercializzato, i progressi stanno supportando la domanda da parte dei principali proprietari di marchi elettrici ed elettronici di gradi ritardanti di fiamma riciclati post-consumo per le parti delle apparecchiature.
(Ripubblicazione dell'articolo pubblicato il 3 giugno 2021)
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