In qualità di società di media e ricerche di mercato che opera nello spazio globale della produzione additiva, 3dpbm si concentra ora sulla comprensione dei vantaggi effettivi dell’adozione dell’AM in tutti i segmenti di adozione verticale (e nell’aiutare le aziende che operano in questi segmenti a capire come l’AM può lavorare per loro) . Un segmento in cui questi vantaggi sono particolarmente evidenti è la gestione del flusso del fluido, che può includere sia scambiatori di calore che valvole. In quest’area, un’azienda su tutte, Aidro, ha potuto mostrare questi vantaggi per le applicazioni nei segmenti aerospaziale ed energetico e, per questo motivo, è diventata una delle recenti acquisizioni più preziose per il crescente Desktop Metal Group di aziende. Al recente IVS – International Valve Summit a Bergamo, abbiamo avuto l’opportunità di incontrare l’amministratore delegato Valeria Tirelli e testimoniare come il segmento della produzione di valvole – e, per estensione, l’industria energetica – stia cercando e sia pronto ad abbracciare e adottare la produzione additiva.
Una parte di qualcosa di più grande
Uno dei tratti più evidenti che Valeria Tirelli mostra, a chiunque l’abbia incontrata o parlato con lei, è la sua passione ed entusiasmo intenso e contagioso per la produzione additiva come tecnologia abilitante e trasformativa. In questo, si adatterà sicuramente perfettamente al CEO di Desktop Metal Ric Fulop e a molte delle persone dietro questa realtà in crescita.
“Ora ci sono diverse aziende sotto l’ombrello di Desktop Metal“, spiega Valeria, “e sono state organizzate principalmente come produttori di hardware, produttori di materiali e produttori di parti”. Aidro si inserisce in quest’ultimo segmento. “Utilizziamo le tecnologie di AM in metallo per produrre parti, principalmente per l’industria aerospaziale ed energetica”, continua Valeria: “Abbiamo già iniziato a stampare le prime valvole con tecnologia binder jetting metallico utilizzando il primo sistema Shop che abbiamo installato presso la nostra struttura. Stiamo esaminando la produzione di valvole, sfruttando la nostra esperienza in termini di progettazione per la produzione additiva. Chiaramente, questo è un approccio diverso dalle tecnologie laser PBF che abbiamo utilizzato e abbiamo già iniziato a identificare quali geometrie sono più adatte per l’una o per l’altra”.
Ad esempio, Valeria ci ha mostrato un tubo apparentemente piegato. La sua forma piegata è difficile da replicare con la produzione tradizionale (mentre è molto facile da fare con AM) e sotto la superficie nasconde intricati canali di raffreddamento che corrono lungo tutta la sua lunghezza (vedi immagine sopra).
Un’altra applicazione sempre più rilevante per AM sono gli scambiatori di calore. Sebbene i vantaggi dell’AM nell’estendere la superficie di scambio termico, accelerando così la velocità di raffreddamento di gas e fluidi, siano ben noti, vedere da vicino queste parti complesse aiuta a contestualizzare e comprendere meglio il processo. Valeria ci ha mostrato uno scambiatore di calore con superficie interna generativa che può essere utilizzato come componente autonomo o come parte di un sistema modulare composto da più sistemi di scambio termico.
Valvole, valvole, valvole
Ma il vero motivo per cui siamo qui a IVS sono le valvole. La quarta edizione dell’IVS – Industrial Valves Summit ha segnato un numero record di espositori e aree espositive, conferenze, workshop e un focus sulle energie rinnovabili con esperti, decisori e delegazioni da tutto il mondo.
Per rispondere alla crescente domanda di spazi espositivi, gli organizzatori di IVS hanno creato un ulteriore padiglione che ha ampliato gli spazi del Summit fino a raggiungere un’estensione record di 15.000 metri quadrati. Sono dodici i paesi da cui provengono quasi 300 espositori. Oltre all’Italia, si tratta di Germania, Gran Bretagna, Stati Uniti d’America, Francia, Corea del Sud, Spagna, Paesi Bassi, Belgio, Sud Africa, Turchia e Repubblica Ceca, in rappresentanza di quattro continenti.
In ambito IVS, va detto che le uniche aziende che hanno adottato con successo AM nella produzione di valvole sono Aidro e Valland, società da cui è nata la startup f3nice, specializzata in polvere metallica riciclabile per AM. Ma non fatevi ingannare: l’entusiasmo per i risultati che Aidro è riuscita ad ottenere è stato palpabile, sia da parte degli organizzatori della manifestazione che da molti dei partecipanti, come dimostra l’altissima affluenza alle urne del panel su AM tenutosi durante la show (ne parleremo più avanti nella prossima sezione).
Oltre all’eleganza del design delle valvole Aidro, ai vantaggi chiaramente indicati in termini di riduzione del peso e ai vantaggi in termini di adattamento di queste valvole AM all’interno dei vincoli di sistemi altamente complessi, uno degli aspetti più interessanti è stato vedere la differenza tra PBF in metallo e parti di produzione di binder jetting metallici (poiché questo sarà il leitmotiv degli anni a venire, in molti diversi segmenti di produzione). “Aidro è nella posizione unica per poter implementare la nostra vasta esperienza nella tecnologia PBF in metallo e confrontarla con i più recenti sistemi binder jetting metallici;” spiega Valeria. “Ora abbiamo un Shop System che stiamo utilizzando per dimostrare le capacità in termini di produttività e funzionalità per la produzione di valvole. Man mano che sviluppiamo applicazioni per questo sistema, passeremo ai sistemi di produzione più grandi”.
Poche applicazioni possono dimostrare l’affidabilità di un processo produttivo tanto quanto le valvole che devono subire pressioni molto intense per lunghi periodi di tempo. In questo senso, Aidro è il partner di benchmarking perfetto per Desktop Metal poiché l’azienda cerca di portare la sua tecnologia sul mercato come soluzione di produzione. Aidro è stato un partner chiave per le società energetiche, a partire da più JIP guidati da DNV a un progetto guidato da API, in quanto tale l’azienda rappresenta anche una risorsa chiave per l’intero gruppo Desktop Metal che entra in questo segmento chiave e in rapida crescita per l’adozione AM.
“I vantaggi più evidenti dell’utilizzo di AM per petrolio e gas in particolare sono il peso, soprattutto per i prodotti sottomarini, e la resistenza alla corrosione utilizzando acciaio inossidabile o Inconel”, spiega Valeria “C’è anche un vantaggio tecnologico significativo in termini di poter produrre un valvola come un unico pezzo, integrando più sottoassiemi. C’è molta saldatura nella produzione tradizionale di valvole e possiamo riprogettare il progetto per evitare queste saldature. Per le compagnie petrolifere e del gas, questo è estremamente critico poiché ogni saldatura deve essere certificata. Se non devi certificare puoi risparmiare molto tempo e denaro”.
Mentre è probabile che il PBF metallico continui a essere la tecnologia di riferimento per le valvole critiche che utilizzano una più ampia varietà di metalli resistenti alla corrosione, un vantaggio immediato che Aidro ha identificato nell’uso del getto di legante è la maggiore precisione, il che significa, ad esempio, che il l’azienda è in grado di stampare parti avvitabili relativamente semplici che non necessitano di essere lavorate, riducendo ulteriormente i costi e quindi rendendo la tecnologia più competitiva in termini di costi su un lotto più grande di parti.
Più energia per AM
Questa conoscenza unica e questa passione contagiosa sono anche il motivo per cui Valeria è stata la moderatrice del panel IVS sulla produzione additiva nel settore dell’Energia promosso da Confindustria Bergamo (organizzatori IVS) e Valve Campus. Aidro è un collegamento ideale che collega i principali utilizzatori del settore energetico come Shell, Total Energies, Conoco Philips ed Equinor , con i produttori di hardware AM rivolti al segmento energetico come Velo3D , Desktop Metal, EOS e Roboze .
Le quasi 3 ore di discussione che ne sono risultate, durante il panel “Produzione additiva e inventario digitale: sogni o realtà per il settore energetico”, hanno fornito letteralmente dozzine di approfondimenti sulla reale penetrazione delle parti di produzione AM nel segmento dell’energia, oltre a una dettagliata valutazione strategica della direzione in cui si stanno dirigendo le industrie Oil&Gas ed Energy, dal targeting di pratiche più sostenibili ai requisiti per abilitare e sfruttare capacità di produzione on-demand e in loco.
Nel suo intervento iniziale, Valeria Tirelli ha presentato le capacità di Aidro in termini di riduzione del peso delle valvole e ha anche mostrato i risultati di uno studio Life Cycle Assessment (LCA) sulla sostenibilità delle parti stampate in 3D utilizzando Recycle Green Powder di f3nice, dimostrando fino all’80% in meno emissioni.
Il fatto che i rappresentanti di AM di questi giganti dell’energia fossero presenti di persona a IVS per fornire un aggiornamento sui loro ultimi risultati in termini di utilizzo di AM, ha dato all’intera discussione ancora più valore. Soprattutto alla luce di alcuni dei dati concreti presentati, inclusa la rivelazione che ben 1200 parti metalliche stampate in 3D sono ora impiegate sul campo nel segmento Oil&Gas, comprese oltre 1000 parti a bassa criticità, oltre 100 giranti di pompe e induttori, oltre 30 controlli trim delle valvole e oltre 100 riparazioni di componenti completate.
Brede Laerum, Head of the AM Center of Excellence di Equinor , ha spiegato come AM stia aiutando l’azienda a guidare la transizione energetica attraverso nuove opportunità in soluzioni di alto valore e basse emissioni di carbonio. Questi includono la capacità di produrre parti in modo più efficiente e sul posto, il che si traduce in una significativa riduzione delle emissioni, soprattutto considerando quanto siano remoti la maggior parte degli impianti di petrolio e gas a monte.
Salendo sul palco dopo il Sig. Laerum, Angeline Goh, Additive Manufacturing Technology Manager presso Shell, ha sottolineato l’importanza dell’AM nell’ottimizzazione della catena di approvvigionamento di Shell (e della sua resilienza), ispirando il pubblico a sfidare anche l’apparentemente impossibile. Spiegando come Shell consideri AM sia come sviluppo di nuovi progetti che come produzione di pezzi di ricambio, la signora Goh ha continuato a mostrare le capacità AM dell’azienda al suo Energy Transition Campus ad Amsterdam e allo Shell Technology Center di Bangalore.
Edwige Ravry di TotalEnergies, che è Additive Manufacturing e Digital Inventory Product Owner del colosso, ha anche sottolineato l’importanza di guidare la transizione energetica, partendo dal fatto che Total ha cambiato nome. Ha continuato descrivendo la strategia AM dell’azienda per l’Africa, comprese oltre 50 parti AM a bassa criticità già implementate sul campo e progetti imminenti con le tecnologie LMD e BMD di Desktop Metal. Questi saranno utilizzati per il progetto Tilenga, un’opportunità per la stampa 3D nel paese di produrre pezzi di ricambio per i pozzi petroliferi Tilenga in Uganda che attualmente devono essere trasportati via terra dal Kenya. L’azienda prevede di esaminare i pezzi di ricambio consigliati dagli OEM, trovare una massa critica di parti per giustificare l’investimento hardware in AM e mettere in atto un framework per la condivisione dell’hardware tra più OEM.
Tra le restanti presentazioni, sia Carlo DeBernardi, SME Additive Manufacturing Industry Lead di Conoco Philips, sia Steve Freitas, direttore R&D di IMI CCI, hanno illustrato i progressi delle rispettive società sul fronte AM. In particolare, Freitas ha rivelato che il servizio di rifilatura delle valvole Retrofit3D di IMI CCI ha spedito oltre 500 parti e sta iniziando a eliminare gradualmente i processi legacy per molte dimensioni.
Ciò ha portato alla tavola rotonda finale con i produttori di hardware AM che si è estesa ai numerosi produttori di valvole presenti tra il pubblico. Desktop Metal Paul Gately era presente per spiegare le possibilità delle nuove tecnologie di binder jetting metallici, mentre EOS e Velo3D rappresentavano gli attori più affermati e in ascesa nel segmento dei PBF metallici. Roboze, tramite Giancarlo Scianatico, è stata l’unica azienda di polimeri presente, essendo una delle poche aziende in grado di stampare in 3D parti di grandi dimensioni in modo efficiente utilizzando polimeri avanzati come PEEK e PEI.
Nel complesso il livello della discussione è stato molto alto e si è concentrato sulla risoluzione di problemi reali. La chiara conclusione da portare a casa da questa edizione IVS è che i produttori di valvole devono credere che i limiti dell’AM in termini di produttività, standardizzazione, proprietà dei materiali e qualificazione del processo possono e saranno superati. O rischiare di rimanere indietro.
