Nuova strategia di crescita per Breton, il gruppo con sede a Castello di Godego (Treviso) che, con 280 milioni di fatturato e 960 dipendenti, realizza macchine e impianti per la lavorazione dei metalli e per la produzione di aggregati e pietre artificiali composite ed è guidato da Luca (presidente ) e Dario (CEO) Toncelli. L'azienda, fondata da Marcello Toncelli nel 1963, ha compiuto un balzo in avanti dai primi anni novanta grazie ad un'evoluzione interna di competenze e tecnologie e si è affermata come produttore di centri di lavoro verticali ad alta velocità e precisione, con soluzioni adeguate anche a il trattamento di superleghe, compositi e titanio. Tra i settori applicativi, aerospaziale, automobilistico e motorsport, stampi e matrici, potenza e trasmissione e meccanica generale.
Ora è iniziata una nuova fase, con una strategia a due pilastri simboleggiata da due macchine. Da un lato, l'azienda intende conquistare un nuovo mercato, la manifattura additiva. Genesi, quindi, una delle più grandi stampanti 3D di materiali termoplastici al mondo, e ha prestazioni avanzate grazie all'intelligenza artificiale e al machine learning che ne controllano e ottimizzano i parametri di funzionamento. Breton punta invece a realizzare macchine utensili con prestazioni di modelli di categoria superiore, per consolidare ed estendere la propria posizione nella macchina utensile. Nasce Hawx, un centro di lavoro a 5 assi per operazioni di fresatura e rifilatura ad alta velocità su elementi dalle forme tridimensionali complesse in leghe leggere, resina o materiali compositi. Hawx presenta una costruzione super robusta.
Per quanto riguarda la strategia di innovazione, Breton vuole avere il controllo totale delle tecnologie che implementa; quindi li progetta e li sviluppa internamente, in uno specifico centro R&D. Ne abbiamo parlato con il business development manager della società Gabriele Corletto; e con il senior product manager Federico Milan.
Breton, che oggi conta sette filiali estere ed è attiva in tutto il mondo, è un'azienda familiare fondata 58 anni fa dal già citato Marcello Toncelli. Bre-Ton sta per “Brevetti Toncelli”. All'inizio l'azienda operava nel settore delle macchine per la lavorazione della pietra naturale, ma poco dopo il fondatore inventò la tecnologia “Bretonstone”, un processo utilizzato per la produzione di aggregati e pietra composita. Funzionava così: venivano inseriti nella cassaforma blocchi di resina poliestere e frammenti di marmo, i blocchi venivano compattati e poi tagliati in mattonelle. Oggi Breton offre una gamma completa di attrezzature, macchine e impianti per eseguire tutte le lavorazioni industriali di marmi, graniti e pietre ornamentali in genere: dalla segagione dei blocchi alla finitura e confezionamento dei prodotti.
Breton ha realizzato in questo settore due importanti acquisizioni: Bidese Impianti, azienda operante nella produzione di macchine a filo diamantato per la segagione di blocchi di granito e marmo; e Tecnema, che realizza impianti per la lavorazione della ceramica. Negli anni '90, tuttavia, è avvenuto un grande cambiamento. L'azienda, infatti, è entrata con vigore nel settore dei centri di lavoro a controllo numerico ad alta velocità, diventando in pochi anni un importante player globale. In questo campo, inoltre, Breton ha inventato un materiale utilizzato per la struttura delle macchine, il Metalquartz, una resina a matrice polimerica che riempie la sagoma elettrosaldata conferendole una forte rigidità e una notevole capacità di assorbimento delle vibrazioni. La gamma di centri di lavoro Breton è progettata per lavorare questi materiali: alluminio, acciaio, titanio, leghe speciali e compositi.
«La produzione additiva fa attualmente parte della divisione macchine utensili; ma presto diventerà una business unit separata, perché intendiamo crescere in questo settore, che acquisirà per noi sempre maggiore importanza” - ha affermato Corletto. L'idea è di conquistare nuovi mercati, oltre alla pietra e al metallo; e per farlo, come vedremo, realizzando macchine diverse da quelle “standard” di AM, sia per dimensioni che per tecnologie implementate.
Breton vuole invece ampliare la propria posizione nei settori tipici, soprattutto in quello dei centri di lavoro a controllo numerico. In questo caso l'idea, come detto sopra, è quella di realizzare macchine con le caratteristiche prestazionali dei modelli di gamma superiore. Per fare questo, è necessaria la ricerca. L'azienda, invece, dispone di un laboratorio e di reparti di progettazione meccanica, elettrica ed elettronica dove lavorano 40 dipendenti e dove prendono vita nuove idee di processo e prodotto, e dove si studiano nuove soluzioni. Tutto è "fatto in casa", per avere un controllo tecnologico totale. I progetti sono elaborati con moderne tecnologie Cad - Cae per garantire la necessaria rapidità di realizzazione.
Sono state citate le dimensioni di Genesi: con corse verticali di 3 metri, trasversali fino a 5 metri e lunghe secondo le esigenze del cliente. Deposita fino a 200 kg/ora di materiali termoplastici rinforzati. Il settore applicativo? Per Corletto «la stampa additiva può potenzialmente realizzare tutto: finalmente le idee prendono forma. E questo nei settori automobilistico, nautico, del design, aerospaziale e delle costruzioni». Ad esempio, è già stata siglata una partnership con una startup innovativa, Northern Light Composites, che sfrutta i vantaggi di Genesi per la realizzazione degli stampi del prototipo di "Ecofoiler", la prima barca a vela con foil (le appendici che permettono alle barche di regatare vela per planare sull'acqua) completamente riciclabile sul mercato. Si tratta di uno scafo di 3,80 metri progettato dal noto yacht designer Matteo Polli con la collaborazione di esperti di foiling come Matteo Ledri, già coinvolto in tre campagne di Coppa America.
Genesi è il risultato dell'impegno di Breton nella ricerca e nello sviluppo in termini di soluzioni di stampa 3D. Un percorso che l'azienda non ha seguito da sola: Breton ha partecipato a un progetto cofinanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico, "True 3D Printer", e ha collaborato sia con il Musp - l'istituto di ricerca di Piacenza che vanta una grande esperienza nel il processo di stampa - quello con la canadese Augmenta, esperta in machine learning e intelligenza artificiale; sia con il colosso dell'automazione Siemens (per il software) che con il colosso saudita Sabic, per i materiali avanzati. Nel campo della stampa 3D, non vai da nessuna parte da solo.
Genesi può operare sia in versione solo additiva che in combinazione con un sistema sottrattivo. Il lavoro di finitura e ottimizzazione, con Genesi, è garantito dalla capacità di asportazione ad alta velocità installata nella stessa macchina, rendendo così il pezzo finale non solo "vicino alla forma netta" (vicino alla forma finale ma non completamente finito) ma "pronto a uso ".
Per Corletto, “sebbene la stampa additiva sia un processo che richiede ancora un approccio dell'utente per certi versi di tipo artigianale, l'obiettivo di Breton con Genesi, grazie allo sviluppo di un complesso sistema di AI e Machine learning, è quello di far sì che la macchina” impari " durante la produzione dei pezzi in modo da abbreviare il processo ». Ma come funziona, esattamente? «Partiamo da un dato di fatto - ha detto Corletto -: l'AM è ancora una tecnologia di frontiera. In genere si procede "cerca di fallire" , cioè per tentativi. Stampa e vedi il risultato: se il pezzo è uscito bene o male, nel qual caso vengono modificati i parametri di lavorazione. In realtà la costanza di quest'ultima è fondamentale con i materiali termoplastici. Cosa facciamo? Ci identifichiamo prima loro.'
Si esegue una prova con un determinato materiale e con una macchina specifica. Per Corletto, «in questo modo si acquisiscono dati e parametri: l'operatore individua quale parte del test è stata eseguita in condizioni ideali. Le informazioni confluiscono in un database, dove lavorano gli algoritmi di intelligenza artificiale, che estrapola tutte le possibili variabili dalla singola esperienza. In pratica, quando cambiano le condizioni operative, non devi fare decine di test, perché ne basta uno». Pertanto, «l'operatore disegna il pezzo in 3D. Questo viene acquisito dal software, il quale, in relazione al tipo di materiale e macchina, modifica il programma in modo tale che il prodotto venga realizzato nel miglior modo possibile». E non solo: "Mentre la macchina stampa, il sistema raccoglie i dati da una serie di sensori (riguardanti varie grandezze: temperatura, dimensioni) e dà istruzioni per migliorare gli algoritmi e ottimizzare i processi".
Secondo Milano, "altre tecnologie contribuiscono alla stabilità dei parametri operativi: sensori virtuali, data integration e data fusion". Ma cosa sono i sensori virtuali? Ci sono situazioni in cui non è possibile, o non è utile o conveniente, posizionare un dispositivo di raccolta delle informazioni vicino alla fonte di generazione dei dati. Per fare un esempio, se intendi controllare la pressione di un pneumatico, puoi inserire un sensore; ma il valore si può ricavare anche dalla ruota fonica Abs, che comprende un dispositivo elettromagnetico in grado di leggere il numero di giri, la fase e la velocità di rotazione. In pratica, il sensore virtuale è un dispositivo dotato di un software che è stato progettato per misurare una variabile, ma che può essere utilizzato anche per restituire una stima accurata di altre grandezze.
Secondo Milan, in procedure complesse come la stampa 3D di materiali termoplastici, le quantità rilevate indirettamente possono essere utilizzate come se fossero state esaminate da veri sensori. Inoltre è sempre possibile un "doppio controllo" di un certo valore, che aumenta la precisione della misura. Infine, tutto ciò che viene aggiunto a un sistema è soggetto a decadimento, malfunzionamento, guasto. Il Milan la mette così: "Quello che non c'è, non si può rompere". Per quanto riguarda l'integrazione e la fusione dei dati. «Il primo - ha affermato Milan - è uno strumento che ci permette di ottenere correlazioni tra due diversi dataset informativi, anche se apparentemente non hanno molto in comune. Ad esempio, si può rilevare che la qualità di un determinato film plastico dipende dalla temperatura. Il secondo, invece, rappresenta un passaggio successivo, quello che ci permette di ottenere, da molti, un'unica informazione più coerente, precisa e utile di quella fornita dalle varie fonti”.
Secondo Corletto, Hawx «è una macchina con prestazioni superiori rispetto a quanto si trova nella stessa categoria di prodotto sul mercato. Per realizzarlo abbiamo intervistato decine di utilizzatori di macchine per capire i difetti che normalmente riscontravano, e creare così un modello più evoluto che rispondesse meglio alle loro esigenze». Così, sempre per Corletto, è emerso che “le macchine oggi disponibili sono soggette ad un repentino deterioramento della precisione e della ripetibilità nel tempo, e mancano della robustezza necessaria per essere sfruttate per la lavorazione dei materiali in lega leggera”. È stato quindi realizzato un centro di lavoro particolarmente robusto, con una particolare architettura per l'assemblaggio ponte-carrello-pistone e con una struttura monoblocco autoportante. Hornet, la nuova testa sviluppata da Breton per questo centro di lavoro, è inoltre estremamente rigida per garantire una maggiore precisione sulla parte più sollecitata e nei lavori più impegnativi.
Il design è ultra compatto. Infatti, con una dimensione esterna di 6,3 per 3,15 metri, ha un'area di lavoro, con mandrino verticale, di 4,2 per 2,1 metri; e 3,78 per 1,68 metri con uno orizzontale. «D'altronde - ha detto Corletto - lo spazio è un costo e spesso ogni centimetro conta. Breton pone grande attenzione all'ottimizzazione del “rapporto dimensionale”, l'indicatore che misura l'efficienza nell'uso dello spazio in officina». Sono stati incorporati vari dispositivi di protezione per la corretta gestione di polvere, trucioli e liquidi generati dalle varie lavorazioni. In questo modo l'ambiente è più sicuro, i rischi per l'operatore ei tempi di fermo diminuiscono, mentre le prestazioni aumentano. La macchina è stata progettata per essere consegnata già montata, completa di quadro elettrico cablato. Una volta posizionato dal cliente, Hawx è operativo entro cinque giorni dalla consegna: basta installare le protezioni anteriori, eseguire un rapido controllo funzionale e formare il personale.
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