Dai laboratori delle nanotecnologie alla Factory Automation

Ottimizzare i processi produttivi è sempre stato uno dei principali obiettivi di ogni buon progetto ingegneristico; i metodi sviluppati nel tempo sono stati molteplici e hanno coinvolto diverse discipline e diversi ambiti tecnologici. Oggi, la curiosità tipica di ogni buon tecnico può indirizzarsi anche su settori che a prima vista non sembrerebbero connessi a quegli obiettivi.

Prendiamo la lavorazione dei materiali. Le possibilità offerte dalle nanotecnologie aprono prospettive inimmaginabili solo qualche decennio fa. Ricordiamo che per nanotecnologie si intende un ampio spettro di tecniche e di metodologie che consentono di manipolare la materia a livello atomico e molecolare arrivando a produrre o modificare oggetti con dimensioni da 0,1 a 100 nanometri. Grazie alle nanotecnologie, la composizione e la struttura dei materiali metallici può essere quindi controllata a scala atomico-molecolare andando ad agire sulle proprietà meccaniche, come la resistenza, l’elasticità, la duttilità e sulle caratteristiche funzionali, come resistenza alla corrosione, proprietà elettriche e magnetiche. Si ottengono così dei supermetalli compatti, leggeri e resistenti.

Un ambito che vede continui miglioramenti grazie alle nanotecnologie è quello dei trattamenti superficiali. La disponibilità di film sottili, la possibilità di ottenere superfici funzionalizzate e realizzare rivestimenti nano-strutturati consentono di ottenete componenti di macchine e impianti con elevate proprietà tribologiche e funzionali. Ecco allora che si possono immettere nel ciclo produttivo utensili metallici ricoperti da film sottili ad esempio di nitruro di titanio (TiN) o di nitruro di cromo (CrN), col risultato di aumentarne parecchio la resistenza e di raddoppiarne o triplicarne la vita utile. Analoghi trattamenti si possono applicare a  componenti in movimento di macchine – ingranaggi, alberi, giunti ecc – incrementandone l’efficienza energetica, la durata, l’affidabilità.

Tutto questo incide sul manufacturing in diverse fasi del processo di produzione: dalla logistica all’assemblaggio, dalle linee robotizzate alla manutenzione. Il messaggio allora è chiaro: chi si occupa di Factory Automation dovrà tenere d’occhio quello che esce non solo dai centri di ricerca di scienza dei materiali ma anche dalle numerose start-up da essi generate e dai FabLab (Fabrication Laboratory) che si stanno diffondendo e che nelle micro e nanotecnologie hanno uno dei loro punti di forza.

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Periscopio è un blog pensato per chi vuole guardare oltre i confini tradizionali della propria disciplina. Nel complesso scenario attuale le interconnessioni assumono un ruolo sempre più importante e spesso risultano decisive nel favorire e promuovere lo sviluppo di singoli settori. Questo blog si propone di segnalare o rilanciare notizie, esempi, situazioni relative a mondi diversi da quello dell’automazione che è interessante esplorare e con i quali i protagonisti dell’automazione possono e dovrebbero utilmente interagire. L’autore punterà l’obiettivo sia sulle fasi a monte che su quelle a valle dei sistemi di controllo alla ricerca sia di idee per soluzioni innovative che di nuovi ambiti applicativi.

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