Lo stato dell'arte dell'hardware e il futuro della produzione robotizzata

L’ultimo report realizzato da Protolabs si intitola “Rapporto sulla robotica per la produzione” e nel sommario si specifica che si tratta di “Una guida per comprendere lo stato dell'arte dell'hardware, dei materiali e del futuro della produzione robotizzata”. All’interno del report, per capire su quali aree della robotica e della produzione robotica concentrarsi, è stato chiesto ai principali operatori del settore di rispondere a un breve sondaggio. Sulla robotica destinata alla produzione, quasi la metà del campione (47%) vorrebbe saperne di più sulle applicazioni della robotica; mentre un terzo (32%) degli intervistati ritiene che i soft robot e i nuovi materiali avranno un impatto notevole sulla robotica nei prossimi cinque anni. Di contro, una percentuale simile (27%) indica che la catena di approvvigionamento dei materiali rappresenta

l'ostacolo più importante all'innovazione ma anche nel reperimento di competenze e professionalità.

La guida di Protolabs evidenzia come la nuova tecnologia dei materiali rappresenterà un aspetto fondamentale per il futuro del settore. In particolare, la cosiddetta robotica soft registrerà tassi di crescita annui del 35,1% tra il 2022 e il 2027, con benefici in molti settori, tra cui la biomedicina, l’alimentare e l’agricoltura.

Il report ha analizzato anche la modalità in cui i nuovi hardware e software saranno in grado di risolvere mansioni in ambienti ostili e non controllati, mentre un intero capitolo è dedicato all’uso crescente della produzione robotizzata nell’Industria 4.0 dove emerge come la robotica industriale rappresenti un motore dell’innovazione. Viene sottolineato come i robot industriali rappresentano una delle tipologie principali di sistemi di produzione ciberfisici (CPPS). Contengono componenti fisici che svolgono processi di automazione sul campo, ma sono controllati da applicazioni digitali basate sui dati. In genere, i robot industriali vengono impiegati per automatizzare i seguenti tipi di attività produttive: Attività ripetitive, come la verniciatura, la pallettizzazione e l'assemblaggio dei prodotti. I robot industriali sono più veloci ed efficienti dell'uomo nell'esecuzione di questi processi. Questo perché le attività manuali corrispondenti sono solitamente faticose, pesanti e a rischio di errore. Attività pericolose, come la movimentazione dei materiali, la saldatura ad arco e il monitoraggio CNC. I robot industriali contribuiscono a rendere i processi produttivi più flessibili, scalabili ed efficienti. Inoltre sono percepiti come una delle soluzioni più potenti per automatizzare e costruire linee flessibili per modelli di produzione personalizzati come la fabbricazione (MTO) o la progettazione (ETO) su ordine. Quest'ultimo modello porta alla personalizzazione di massa, ovvero alla capacità di fornire prodotti altamente personalizzati con un aumento solo marginale dei costi di produzione. I robot industriali possono riconfigurare automaticamente le linee di produzione per realizzare varianti di prodotto alternative con un intervento umano limitato o addirittura nullo. Tuttavia, questo approccio flessibile sta gradualmente raggiungendo i suoi limiti, perché i prodotti radicalmente differenziati richiedono modifiche non solo nella configurazione della linea di produzione, ma anche nei macchinari utilizzati, soprattutto quando è necessario fabbricare un nuovo prodotto. La progettazione del sistema di fabbricazione di un nuovo prodotto richiede uno sforzo maggiore rispetto alla produzione di una versione differente di un prodotto esistente. L'esigenza di superare questo ostacolo conduce a una nuova concezione di robot industriali, che siano in grado di fabbricare una nuova macchina, per ottenere una scalabilità e un'efficienza di produzione senza precedenti. Negli ultimi due anni, i robot industriali sono stati utilizzati sempre di più per costruire parti o addirittura interi macchinari industriali da zero. E per farlo, sfruttano i modelli digitali di macchine e tecnologie emergenti come la produzione additiva.

È chiaro come l’innovazione e lo sviluppo dei prodotti siano fondamentali per esplorare nuove applicazioni. Gli intervistati hanno sottolineato l’importanza di due fattori: la sostenibilità e la velocità. L’indagine esplora entrambe le aree in modo approfondito, concentrandosi sull’analisi del ciclo di vita e il ruolo della fabbricazione digitale per sviluppare e testare più rapidamente nuove parti con nuovi materiali.

Lo studio si conclude con una interessante rassegna di diversi progetti di robotica di avanguardia realizzati in tutto il mondo. Abbiamo cercato di selezionare un'ampia varietà di esempi a dimostrazione della portata del settore.

I progetti spaziano tra diversi casi d'uso e applicazioni, materiali e metodi di produzione, e provengono sia dai laboratori di ricerca delle università sia da aziende d'ingegneria.

Il report fa parte di una serie di indagini che Protolabs ha avviato per sondare i principali mercati di riferimento, ottenendo informazioni che sono disponibili per tutti gli interessati.