Lo stabilimento Michelin situato a Cuneo è il più grande stabilimento del gruppo in Europa per la produzione di pneumatici autovettura. In esso ha luogo l’intero ciclo produttivo dello pneumatico: dalla lavorazione della materia prima, alla produzione di semilavorati, all’assemblaggio e vulcanizzazione del prodotto finito.
A fronte di un processo così strutturato, vi è una grande quantità di macchinari, che a loro volta impiegano una grande quantità di consumabili. Fra questi macchinari, al principio della catena produttiva, vi sono i mulini Previero, che utilizzano 12 lame ciascuno (6 fisse e 6 rotanti) costituite di un acciaio speciale per sminuzzare le balle di gomma naturale e prepararle ai successivi step di lavorazione.
Queste lame, a contatto con un materiale viscoso e abrasivo come la gomma, sono soggette a impatti violenti e a una rapida usura, che obbliga, nei periodi più freddi dell’anno, a una riaffilatura della lama ogni 10 giorni e allo scarto definitivo del componente dopo circa 30 giorni.
Un turnover così rapido ha vari aspetti negativi: la necessità di una grande scorta di componenti a magazzino, la fornitura da parte di un unico produttore e infine lo smaltimento continuo di una quantità di acciaio pregiato che potrebbe essere destinato ad altri scopi.
La spinta all’innovazione da parte dell’azienda ha portato alla ricerca di soluzioni che potessero fornire scenari migliorativi rispetto all’attuale, preservando il livello qualitativo del prodotto. In quest’ottica, Michelin, con il supporto del Competence Center CIM, ha deciso di effettuare una riparazione additiva utilizzando una delle macchine presenti nella Linea Pilota Additive Manufacturing, la Directed Energy Deposition (DED).
La soluzione ha riguardato la scelta del materiale migliore disponibile sul mercato che fosse anche compatibile con il materiale base, la ricerca di un set di parametri di processo che garantisse una buona microstruttura ma che raggiungesse anche il target di durezza, lo studio di strategie per evitare le cricche a caldo su un materiale dalle caratteristiche estreme. È stato scelto l’acciaio AISI H13, della stessa famiglia del materiale di base ma dalle caratteristiche meccaniche superiori. In seguito a prove sperimentali, si è ottenuto un processo capace di rigenerare una lama in 2,5 h rispettando tutti i requisiti richiesti.
Lo step di tempra a induzione che normalmente avviene per le lame nuove è stato saltato poiché il processo additivo sopperisce alla tempra, raggiungendo già il target di durezza richiesto durante la deposizione del riporto.
CIM ha fornito le competenze e gli asset per effettuare sia lo studio di fattibilità che la produzione del prototipo. La Linea Additive Manufacturing cerca di diffondere la tecnologia additiva laddove abbia senso usarla, e in questo caso i risultati sembrano confermare la legittimità di questo approccio.
Durante la fase di test, il quale ha avuto luogo nel periodo invernale (che rappresenta il worst case per quanto riguarda questa specifica applicazione) il prototipo della lama riparata, del tipo rotante, è stato montato in un mulino Previero insieme ad altre 5 lame nuove, riportando la metà dell’usura nello stesso tempo di lavoro.
E’ stato poi richiesto di fornire 6 lame riparate in maniera identica, che sono state testate allo stesso modo, a confermare il precedente risultato.
In questo specifico caso la riparazione ha superato le aspettative, elevando il prodotto iniziale da uno scarto a un componente dalle caratteristiche superiori al nuovo, con la possibilità di ripetere il trattamento altre volte, trasformando un ciclo di vita del prodotto lineare in circolare.
La partnership tra CIM e Michelin è continuata in ulteriori progetti di miglioramento del plant, che hanno coinvolto altri componenti e altre aree produttive.
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