Quando la maggior parte delle persone pensa alla Stampa 3D nel settore automobilistico, immagina un laboratorio di ricerca e sviluppo: ingegneri in un edificio separato, impegnati nella prototipazione di componenti concettuali mesi prima della produzione. Alla General Motors, in Nord America, la realtà è ben diversa.
In tutta la rete globale di assemblaggio di GM, le stampanti FDM Stratasys sono presenti direttamente in officina. Non in un laboratorio. Proprio accanto alla linea di produzione, dove chi costruisce veicoli ogni giorno può trasformare un problema in una soluzione stampata prima che inizi il turno successivo.
«La produzione additiva ci offre l’opportunità di fornire ai membri del nostro team di produzione in ogni sito gli strumenti per mettersi in gioco, ideare, effettuare la prototipazione e convalidare una soluzione», afferma Doneen McDowell, Vicepresidente della Produzione per le operazioni di assemblaggio di autocarri di grandi dimensioni e SUV di grandi dimensioni. «Se riusciamo a fornire alle persone gli strumenti necessari affinché possano assumersi la responsabilità del risultato all’interno del proprio ambito di competenza, e poi prendiamo quelle soluzioni e le diffondiamo in tutto il nostro ambito di competenza dove sono applicabili, otterremo il risultato migliore».
Questa filosofia ha trasformato la forza lavoro di GM in ciò che la dirigenza descrive come 50.000 "risolutori di problemi". La Stratasys F900 è la piattaforma che rende tutto questo possibile.
Il cambiamento non è avvenuto dall’oggi al domani, ma la trasformazione culturale è innegabile. La produzione additiva in GM non è più una novità o un esperimento marginale. È semplicemente il modo in cui si lavora.
«Quando mi reco in uno stabilimento per esaminare il lancio di un prodotto, la produzione additiva è semplicemente ciò che facciamo», afferma Ryan Odegaard, direttore dell’ingegneria di produzione delle vernici. «Non è più qualcosa di speciale».
Questa normalizzazione è voluta. GM non si è limitata a installare delle stampanti. Ha creato un sistema in cui i membri del team in prima linea identificano i problemi, progettano soluzioni e stampano strumenti funzionali in termoplastiche FDM di produzione senza dover attendere fornitori esterni o approvazioni tecniche che richiedono settimane.
A Factory Zero, lo stabilimento GM dedicato ai veicoli completamente elettrici che produce l’Hummer EV, il GMC Sierra EV e la Cadillac Escalade IQ, Alex Jaraki, capoturno della manutenzione dell’assemblaggio generale, descrive il momento in cui la tecnologia FDM di Stratasys ha dimostrato il proprio valore in modo tangibile per tutti.
«Ci siamo trovati in una situazione di fermo linea in cui avevamo bisogno di una staffa speciale per fissare un interruttore sull’effettore terminale di un robot», ricorda Jaraki. «Il tempo di lavorazione tradizionale sarebbe stato di settimane, ma grazie alla produzione additiva siamo riusciti a realizzare quella staffa in quattro ore».
Quattro ore. Non quattro settimane. Una velocità del genere non si limita a far risparmiare denaro. Cambia il modo in cui le persone concepiscono ciò che è possibile fare quando un problema si presenta alle 6 del mattino di un lunedì.
A differenza della stampa 3D per il mercato consumer, la tecnologia FDM di Stratasys utilizza veri e propri termoplastici tecnici: materiali come ASA, ABS-M30, Nylon 12 e policarbonato che garantiscono le proprietà meccaniche, la stabilità dimensionale e la durata richieste dagli ambienti di produzione. Scopri i materiali FDM per la produzione →
Le applicazioni coprono l’intera gamma di ciò che un moderno impianto di assemblaggio richiede. Moses Harris, ingegnere applicativo di produzione additiva che supporta direttamente cinque stabilimenti GM, ne descrive la portata: dispositivi di fissaggio dei componenti, attrezzature di assemblaggio, maschere e ausili per il controllo qualità, nonché dispositivi di protezione contro i danni che mantengono al sicuro le superfici verniciate durante l’assemblaggio.
Presso Factory Zero, il team guidato da Hanan Alattar, responsabile della produzione additiva, ha stampato centinaia di coperture in ASA in un solo giorno per tappare i fori sulle piastre diamantate del letto a rulli, un problema di sicurezza individuato al mattino e risolto nel pomeriggio. L’ASA è stato il materiale scelto per la sua stabilità ai raggi UV, la resistenza meccanica e la finitura delle superfici liscia. Queste proprietà sono fondamentali quando un componente deve funzionare in un ambiente di produzione, non solo avere un bell’aspetto su uno scaffale.
Nello stabilimento di Fort Wayne, dove escono dalla linea di produzione i modelli Chevy Silverado e GMC Sierra, il team stampa strumenti ergonomici utilizzati centinaia di volte al giorno, tra cui uno strumento personalizzato per il palmo della mano che riduce l’affaticamento durante l’installazione dei coprimozzo sulle ruote. A Lansing Delta Township, Kevin Powell, responsabile della produzione additiva, descrive come vengono stampati parti prototipo prima ancora che i fornitori dispongano dei file di progettazione.
«Mi possono inviare un file. I fornitori non hanno ancora nemmeno i file», afferma. «Posso stampare il pezzo e verificarne l’adattamento. Prima avremmo dovuto aspettare mesi. Ora possiamo stampare in 3D il pezzo vero e proprio, portarlo su un veicolo, testarne l’adattamento e inviarlo al fornitore affinché apporti la modifica. Riusciamo a farlo in una settimana».
La Stratasys F900 è la piattaforma FDM standardizzata da GM in tutta la sua rete di assemblaggio. GM l’ha scelta per il suo volume di costruzione di 36×24×36 pollici, l’elevata compatibilità con i materiali ad alte prestazioni e la comprovata affidabilità in ambienti di produzione a turni multipli.
Un dettaglio che emerge in ogni conversazione: i membri del team che utilizzano questi strumenti ogni giorno li preferiscono sinceramente. A Fort Wayne, Kurt Glasner, operatore addetto alla linea motori, parla di uno strumento stampato in 3D per il cavo del motore, utilizzato da 60 a 90 volte per turno sulla linea motori.
«È leggero, ergonomico e facile da usare», afferma Glasner, confrontandolo con l’attrezzo in metallo saldato che ha sostituito. «Quello vecchio era più pesante. Non è ergonomico come i nuovi attrezzi stampati in 3D».
Questa preferenza è importante. Quando gli operatori scelgono l’attrezzo stampato al posto di quello tradizionale, l’adozione non è un obbligo. È il risultato naturale di un design migliore, reso possibile dalla libertà che i termoplastici FDM offrono ai progettisti di ottimizzare il prodotto in funzione della mano umana, anziché dei limiti della lavorazione meccanica.
L’approccio di GM ribalta completamente la tipica storia dell’adozione della produzione additiva. Anziché un’implementazione dall’alto verso il basso guidata dall’ingegneria, hanno costruito una cultura dell’innovazione dal basso verso l’alto in cui le persone più vicine al lavoro hanno la possibilità di risolvere i propri problemi. La tecnologia FDM di Stratasys è la piattaforma di produzione che rende possibili la velocità, l’affidabilità e le prestazioni dei materiali.
