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1 In General Electric Oil&Gas, un pool di tecnici e ingegneri ha allestito un laboratorio di ricerca e sviluppo, per l ottimizzazione di processo, dotato di centri di lavoro GF AgieCharmilles in grado di simulare tutti i parametri di lavorazione da trasportare poi in produzione. 248 tecnologie meccaniche Ottobre

2 T ecnica Metal working lab Dalla teoria alla pratica di Flavio Della Muzia Investire nella ricerca e sviluppo, per essere sempre all avanguardia in campo tecnologico o convogliare le risorse disponibili per fare produzione? Questo il bivio di fronte al quale si vengono a trovare molte realtà industriali che sono spinte, da un lato, alla sperimentazione per offrire un miglior prodotto ai propri clienti, ma, dall altro, a dover razionalizzare le energie, consapevoli della necessità di dover mantenere sempre alto il livello produttivo. In General Electric, questa scelta s è trasformata in opportunità grazie alla volontà e alla capacità degli ingegneri di GE Oil&Gas di saper coordinare ricerca e produzione in sinergia tra loro, creando un vero e proprio laboratorio in grado di simulare e testare quelle lavorazioni meccaniche che saranno poi necessarie nei reparti produttivi per la realizzazione di compressori centrifughi o alternativi, turbine a vapore e a gas ed espantori. Un idea maturata dalla solida esperienza acquisita negli anni da GE Oil&Gas, oltre 33 mila dipendenti nel mondo, presente in più di 130 Paesi e azienda leader mondiale nella fornitura di macchine e servizi a tecnologia avanzata in tutti i segmenti dell industria del gas e del petrolio, dalla perforazione alla produzione, dagli impianti di liquefazione di gas naturale, ai gasdotti e oleodotti allo stoccaggio, fino alla generazione di energia elettrica, alla raffi- nazione e alla petrolchimica. «Per il business del Turbomachinery e, in parte, per il Global Services dedichiamo ogni anno centinaia di migliaia di ore alla lavorazione meccanica ha spiegato Francescosaverio Chiari, responsabile delle tecnologie di produzione e processi speciali di GE Oil & Gas in Italia. Avevamo l esigenza di guardare alle ultime tecnologie offerte dal mercato in termini di lavorazione meccanica, partendo da centri di lavoro a cinque assi, foratura ad alta pressione e lavorazioni in elettroerosione e riuscire a portare queste tecnologie all interno del nostro ciclo produttivo così da migliorare la qualità del prodotto e la parte organizzativa della produzione». La sperimentazione, però, inevitabilmente, sottrae tempo e risorse alla produzione dovendo tenere impegnate macchine per tutto il tempo necessario a effettuare i vari test. «Quello che ci spingeva è stato, ed è tuttora, il riuscire a essere al passo con lo sviluppo tecnologico nel settore delle lavorazioni meccaniche: tradizionalmente, un azienda rischia di affrontare questo punto chiave con forti limitazioni, soprattutto per la produzione di bassa serie e lotti molto limitati, realizzati su specifiche esigenze del singolo cliente, quando ogni sperimentazione in officina per prodotto rischia di perdere la sua valenza al passaggio a un prodotto Vista aerea dell unità produttiva GE Oil&Gas di Firenze successivo che, difficilmente, è accomunabile al precedente ha proseguito Chiari. Abbiamo dunque iniziato a pensare che, forse, una certa fase di sperimentazione avrebbe dovuto essere condotta in parallelo, fuori linea, ovvero ci doveva essere un pre-studio in un ambiente di ricerca e sviluppo in grado di validare i prodotti in laboratorio e andare in produzione in tempi accettabili». Da qui, l idea di creare un Metal working lab, laboratorio nato nel settembre dello scorso anno nello stabilimento di Massa (già sede anche del laboratorio di saldatura del gruppo), equipaggiato con macchine Ottobre 2012 tecnologie meccaniche 249

3 Dalla teoria alla pratica Vista esterna dello stabilimento GE Oil&Gas di Massa La qualità è uno dei punti di forza della strategia produttiva di GE Oil&Gas utensili di fresatura a cinque assi ed elettroerosione, quelle maggiormente utilizzate dal gruppo, in grado di realizzare, anche su scala ridotta, i particolari mettendo a punto parametri, caratteristiche del prodotto finito e cicli di lavorazione da trasferire poi nei reparti produttivi. Un network di sinergie e collaborazioni, sia all interno dei business di GE (GE Oil & Gas sfrutta l innovazione tecnologica proveniente da altri business, come GE Aviation e GE Healthcare, per migliorare continuamente le prestazioni e la produttività dell industria petrolifera e del gas), che all esterno con altri centri di ricerca e partner tra cui l università di Firenze, attraverso il quale vengono sviluppati metodi di lavorazione innovativi, partendo da tecniche disponibili sul mercato del Cam, tooling e processo, per testarli e adattarli alle esigenze di GE. «Nel campo ingegneristico, la simulazione a elementi finiti e la creazione di modelli matematici di predizione del comportamento sono ormai tecniche acquisite e i nostri clienti stessi chiedono anche queste analisi. Nel mondo della produzione si è ancora un po indietro. Tradizionalmente, si ha un utensile, una macchina e un pezzo: si sviluppa un percorso utensile adeguato al tipo di processo, si introducono parametri, spesso dettati dall esperienza, e si parte con la lavorazione. Non c è una reale progettazione a monte. ha aggiunto Chiari Noi crediamo invece che investire in tecnologie di simulazione del processo sia un forte vantaggio e stiamo conducendo una vera ricerca e sviluppo prima della catena produttiva, cercando di validare soluzioni efficienti e senza sorprese, che migliorino la qualità del prodotto e riducano tempi e costi di sviluppo». Centri di lavoro avanzati per la prototipazione Al termine di un lungo periodo di analisi circa i prodotti disponibili sul mercato, utili all allestimento di un laboratorio con equipaggiamenti all avanguardia, i centri di lavoro HPM 800U e le macchine per elettroerosione FORM 3000HP di GF AgieCharmilles si sono dimostrati un giusto compromesso tra qualità e prezzo. «Volevamo macchine standard che potessero però essere dotate di optional specifici per le nostre esigenze (sulla cinque assi, 250 tecnologie meccaniche Ottobre

4 T ecnica Le macchine di GF AgieCharmilles installate presso il laboratorio della GE Oil&Gas nello stabilimento di Massa Vista della FORM 2000 HP di GF AgieCharmilles per esempio, abbiamo montato sistemi di misura a righe ottiche e un dispositivo di lubrificazione/refrigerazione ad alta pressione) e questa era una delle richieste poste ai fornitori così come il fatto che nell elettroerosione fosse possibile avere cambi di elettrodo, possibilità del sesto asse e generatori di ultima generazione. ha spiegato Massimo Guerrini, responsabile del laboratorio Dall altro lato abbiamo preteso che i centri di lavoro potessero ospitare optional di norma non presenti a bordo, come dinamometri in tavola e mandrino in grado di rilevare forze, coppie e altri parametri utili al processo. La macchina ideale per noi, in buona sostanza, oltre a dover essere ottima dal punto di vista delle performance, doveva essere capace di poter ospitare eventuali applicazioni speciali che sarebbero nate nel tempo». GF AgieCharmilles, in questo senso, s è dimostrata in grado di soddisfare tutti i requisiti richiesti dal gruppo, fornendo centri adatti alla lavorazione di materiali tradizionali, come acciai al carbonio o inossidabili, fino a leghe a base nickel o super leghe, con particolari di dimensioni anche di qualche metro. Interessanti le caratteristiche del centro di lavoro a elettroerosione Form che vanta capacità di lavorazione in cavità multiple, grazie alla riduzione del numero di elettrodi necessari, garantendo al tempo stesso risultati sicuri e precisi in applicazioni complesse, oltre che la tecnologia iq, con elettrodi in grafite, che non fonde ma sublima a una temperatura di 3470 C così che il deposito di carbonio possa formare uno strato di protezione il cui spessore è mantenuto sotto controllo per controbilanciare l usura dell elettrodo. I centri di lavoro HPM a tre, quattro e cinque assi, invece, grazie alla loro grande flessibilità vengono impiegati con successo in applicazioni che vanno dalla sgrossatura pesante alla finitura di precisione. I mandrini motorizzati, gli assi rotanti e orientabili ad azionamento diretto e il solido corpo struttura garantiscono alle macchine un processo produttivo ottimale, maggiore precisione nella forma, migliore qualità delle superfici, nonché una sicurezza migliorata, apprezzabile in special modo durante il funzionamento senza presidio. «Sono centri molto performanti, in grado di supportarci con soddisfazione nella In GE Oil&Gas si punta a un elevato livello qualitativo grazie a personale qualificato parte finale (i test in macchina) di tutto il percorso di validazione del processo che è, in sé, molto complesso. ha aggiunto Guerrini Si parte, infatti, da un analisi a elementi finiti del processo di lavorazione e taglio di materiale, si carica la geometria del pezzo e dell utensile. «Il software, dopo l interpretazione di questi dati, è in grado di predire la forma del truciolo, la temperatura sul tagliente e le forze in gioco e questo Ottobre 2012 tecnologie meccaniche 251

5 Dalla teoria alla pratica GF AgieCharmilles ha fornito a GE Oil&Gas macchine adatte alla lavorazione di materiali tradizionali, come acciai al carbonio o inossidabili, fino a leghe a base nickel o superleghe Il centro di lavoro a elettroerosione Form e il centro di lavoro HPM 800U della GF AgieCharmilles al lavoro presso il laboratorio della GE Oil&Gas ci indica quali possono essere i limiti della lavorazione e le eventuali criticità, capendo qual è il margine ancora a nostra disposizione. Solo al termine di queste operazioni si va in macchina per capire la reale risposta alle simulazioni, testando inoltre la vita operativa della soluzione». Ma, senza un adeguato supporto di assistenza post vendita, tutti gli sforzi di ottimizzazione dei processi in laboratorio, utili per liberare le macchine di produzione, sarebbero vanificati. E la risposta di GF AgieCharmilles è stata più che soddisfacente sia per l aspetto di know-how tecnologico, che per quello, non meno importante, della formazione del personale, oltre che per il grande vantaggio di essere un unico interlocutore per entrambe le macchine di fresatura ed elettroerosione. «Essendo centri di lavoro che devono realizzare particolari tecnologicamente molto avanzati, devono essere precisi e affidabili, garantire livelli qualitativi eccellenti e una formazione del nostro personale adeguata. ha concluso Guerrini Abbiamo voluto, oltre alla garanzia biennale del prodotto, corsi di manutenzione, di programmazione e di conduzione per i nostri operatori e, visto che il controllo numerico della cinque assi è della Heidenhain (per l elettroerosione, il software è GF Agie, ndr), riceviamo assistenza anche nella conoscenza del software e nella sua programmazione». Una partnership con GF Agie che ha, dunque, permesso a GE Oil&Gas la realizzazione e commercializzazione, nel tempo, di una flotta di oltre 20 mila impianti ad alto contenuto tecnologico per i quali un team di oltre ingegneri ed esperti dislocati in 30 Paesi, è in grado di fornire un supporto completo e puntuale. 252 tecnologie meccaniche Ottobre