Con il Cluster, l’azienda bergamasca ha partecipato ai progetti Made4Lo e PIMAP Plus. Così ha potuto costruire un networking focalizzato su additive manufacturing, laser e fotonica. L’iniziativa Custodian: applicazioni per macchine per la produzione additiva. La gestione della filiera da Mapello e il processo di produzione chiavi in mano. Prossimo passo: l’incremento delle tecnologie abilitanti. Ne parliamo con Francesco Stortiero
Per fare innovazione, l’ingrediente fondamentale è il network. Ne è convinto Francesco Stortiero, direttore tecnico di GFM, azienda bergamasca con fatturato di 34 milioni di euro nel 2021 (previsto in ulteriore crescita nel 2022), che progetta e produce componenti per turbine a gas e a vapore e annovera tra i maggiori clienti Siemens, Ansaldo e GE. E questo network GFM lo ha trovato in AFIL, il cluster lombardo per il manifatturiero avanzato il cui scopo è supportare e sviluppare ulteriormente la leadership e la competitività del sistema manifatturiero lombardo, integrando le imprese e gli attori della filiera della ricerca e innovazione.
«L’innovazione non è fine a sé stessa – dice Stortiero – ma è lo strumento con cui risolviamo i problemi dei clienti». E perché sia efficace, l’innovazione necessita di una rete che metta in connessione tra di loro aziende portatrici di tecnologie diverse. «Non solo – precisa Stortiero – il networking consente di poter veicolare il marketing tecnologico che è fondamentale per comunicare un’innovazione. Che va compresa per poterne apprezzare il vantaggio».
Il lavoro svolto con AFIL per l’innovazione in rete
Francesco Stortiero, Direttore Tecnico di GFM
Con AFIL, in particolare, GFM ha avuto la possibilità di confrontarsi con aziende del tessuto industriale lombardo, che avevano una comune idea di sviluppo della manifattura additiva, tecnologia che GFM ha promosso per facilitare il proprio ingresso nel mercato aerospace. «Abbiamo partecipato ad alcuni bandi per finanziamenti pubblici – dice Stortiero – e nel 2017 siamo stati selezionati da Regione Lombardia con il progetto Made4Lo. Il progetto è nato all’interno di AFIL sul concetto di “centro di stampa distribuito”: impianti e processi erano installati presso i diversi partner del progetto e collegati in una filiera dell’innovazione. La partecipazione a questo progetto ha permesso a GFM di entrare in un network di aziende fortemente votate all’innovazione e di studiare alcuni case studies in chiave additive». Più recentemente, mediante la partecipazione di AFIL nel il progetto europeo PIMAP Plus, GFM ha trovato un canale per accedere al mercato canadese. Nello specifico, è stata organizzata una business mission a Montreal dal 6 all’8 aprile 2022 che ha visto la partecipazione di un delegazione di imprese europee, accompagnate dai rispettivi cluster coinvolti in PIMAP Plus, le quali hanno avuto modo di approfondire la conoscenza dell’ecosistema dell’innovazione del Quebéc in particolare per quanto concerne le applicazione legate al laser e alla fotonica in generale.
Infatti, PIMAP Plus (acronimo di Photonics for Advanced Manufacturing Plus), coordinato dal cluster francese Alpha RLH, esplora le applicazioni di questa particolare tecnologia per la manifattura e ha creato occasioni di incontro e di business per le aziende europee associate ai sei cluster coinvolti, oltre che in Canada, in Cina, USA, e Giappone. «GFM partecipa anche al progetto CUSTODIAN, finanziato dalla Photonics Public Private Partnership all’interno dei programmi di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea. Una delle applicazioni del progetto interessa le macchine per la produzione additiva, quindi in Canada siamo andati a esplorare l’interesse del mercato per la tecnologia laser sviluppata in CUSTODIAN e a cercare aziende che potessero aiutarci nell’industrializzazione, in quanto la soluzione attuale ha un TRL di 5 e deve essere portata a un TRL 9 per poter essere pronta per applicazioni industriali».
L’applicazione di fotonica e additive manufacturing nel mercato dell’energia
GFM sede di Nembro
«Lo scopo non è mai stato quello di internalizzare competenze sulla fotonica ma di capire come la fotonica poteva aiutarci». E come poteva aiutare? Per rispondere vale la pena fare un passo indietro e guardare al core business di GFM che, come abbiamo accennato, è un produttore di componenti meccanici di precisione per applicazioni principalmente su macchine per la generazione di energia, vale a dire turbine a gas, a vapore e generatori. «Ci occupiamo – dice Stortiero – della realizzazione di tutte le principali componenti della turbina. Si tratta sia di elementi rotativi che di elementi statorici e devono garantire tolleranze strette, quindi i processi e le tecnologie impiegate per produrli devono essere fortemente controllati e riproducibili. GFM produce quasi tutte le tipologie di componenti: anelli di tenuta, tenute stampate e piegate, componenti per alternatori, attrezzature di montaggio, componenti sia del compressore (che è la parte fredda, ndr) sia della camera di combustione, dove le temperature raggiungono i mille gradi. Lavoriamo anche le casse (involucri delle turbine, ndr), che possono avere una lunghezza fino a 8 metri e un diametro di 3-4 metri. La maggior parte dei componenti sono realizzati in superleghe a base nichel».
E da qui sorge un problema tecnologico: processare mediante fusione specifiche super leghe a base nichel. «Alcune di queste super leghe, ad esempio, presentano una scarsa saldabilità legata alla loro composizione ed in produzione si ha un elevato numero di scarti. Per ridurre i costi e ottenere un processo di produzione stabile la manifattura additiva può essere una soluzione, soprattutto quando il lotto di produzione è basso. La tecnologia che stiamo studiando nel progetto CUSTODIAN e che abbiamo promosso, mediante AFIL e il progetto PIMAP Plus durante la missione in Canada, è un laser modulato che consente un raffreddamento graduale del materiale dopo la fusione e dunque evita che si formino cricche che ne provocano spesso la rottura».
Il modello di business
GFM sede Mapello
GFM nasce da un’idea di Giovanni Gandini che, dopo una prima esperienza nell’oleodinamica al servizio dell’energia, circa 40 anni fa intuisce, ancor prima che si parlasse di rete d’impresa, il valore aggiunto di mettere a fattor comune imprese con competenze complementari. «La prima commessa arriva da Ansaldo con cui avevamo una collaborazione per realizzare componenti a specifica e disegno. I dipendenti sono passati da poche unità a 15-20 unità nei primi anni duemila. Oggi siamo circa 90 dipendenti e arriviamo a 130 se consideriamo la recente acquisizione di un’azienda bolognese di microfusione, ATS Microfusione Srl. Negli anni si è compreso che non era più sufficiente ricevere disegni e specifiche dai clienti e siccome le turbine sono in continua evoluzione abbiamo scelto di essere promotori della modalità in cui i componenti dovevano essere prodotti». Pertanto GFM ha acquisito nel 2010 un’officina meccanica del territorio di Bergamo, che costituisce la capacità produttiva interna dell’azienda e che nel 2018 è stata trasferita nel nuovo sito di Nembro.
La sede produttiva, che attualmente si estende su un’area di 4.500m2, è in grado di offrire: un reparto di attrezzeria concepito per la prototipazione di componenti meccanici e la costruzione di attrezzature speciali per la produzione e per l’assiemaggio; lavorazioni meccaniche complesse a 3, 4 e 5 assi mediante un ampio parco macchine utensili con moderni sistemi CAD_CAM; la qualifica di tutti processi produttivi interni ed esterni con personale interno dedicato, in grado di supervisionare anche i processi speciali; innovazione con ATC – Additive Technology Center, all’interno del quale sono installate macchine per la produzione additiva, sia a letto di polvere SLM (Selective Laser Melting) sia a deposizione diretta, Laser Cladding. Quest’ultimo è installato su una macchina ibrida che combina asportazione e addizione di materiale sfruttando tutti i vantaggi della combinazione dei due processi. La sede di Mapello è il cuore organizzativo-gestionale dell’azienda. Da qui viene gestita tutta la filiera della produzione, lavorazione, fornitura e logistica integrata dei componenti meccanici di precisione di GFM. Si sviluppa su una superficie di 6.000m2, al cui interno si trova un ampio stock di materie prime, semilavorati e prodotti finiti.
Come funziona il processo di produzione chiavi in mano
Macchine per la produzione additiva a letto di polvere SLM (Selective Laser Melting
«Noi riceviamo dal cliente richieste di fornitura di componenti, principalmente per turbine a gas e vapore, e quindi riceviamo i disegni costruttivi e le specifiche di produzione. Se il componente è già conosciuto viene gestito dall’ufficio acquisti. Se di nuova concezione interviene l’ufficio tecnico che analizza il componente, definisce il macro ciclo e stima i costi. Il ciclo del componente può prevedere diverse fasi, dalla lavorazione meccanica, alla saldatura, al coating, all’assemblaggio: l’ufficio tecnico definisce i passaggi e se l’offerta diventa ordine, ci si fa carico di seguire la commessa, dall’approvvigionamento del materiale, alla produzione interna, alla gestione e supervisione delle fasi esterne, come nel caso di componenti che richiedono trattamenti termici o di finitura. In questi casi operiamo per qualificare tecnici e processi presso il fornitore». Insomma, un processo produttivo controllato e validato ed interamente tracciabile per un controllo qualità completo, fino alla consegna. GFM ha internalizzato le lavorazioni strategiche, quelle meccaniche. «Ma produciamo internamente solo il 20-25% dei componenti che forniamo, tutto il resto viene affidato a un network consolidato di partner, al 90% sul territorio lombardo, sotto la supervisione costante del personale GFM. Per questo la nostra capacità produttiva, sia in termini di dimensioni che in termini di complessità, non ha paragoni nel mercato».
«Abbiamo certificato più di 30 aziende qualificate che producono per noi circa l’80% di ciò che vendiamo – continua Stortiero – Si tratta del modello di business originale dell’azienda che rimane una scelta strategica anche nel mercato attuale: i clienti infatti, soprattutto le grandi aziende internazionali, hanno sempre più bisogno di oggetti e componenti complessi e dunque saper gestire la produzione “chiavi in mano”, incluso a volte l’assemblaggio di assiemi o sottoassiemi, ci dà un grande vantaggio competitivo». La presenza di un vasto magazzino di materie prime, semilavorati e prodotti finiti, rappresenta uno dei punti di forza di GFM (di più in questi tempi in cui l’approvvigionamento è fattore critico). «Qualifica la nostra offerta e ci distingue da qualsiasi altro fornitore di lavorazioni meccaniche – dice Stortiero – Il nostro servizio parte dall’intercettazione preventiva delle esigenze del cliente, facendoci carico di un monitoraggio costante delle sue richieste, al fine di garantire una disponibilità di materia prima strategica, in grado di ridurre i tempi di approvvigionamento a inizio commessa». Un sistema di controllo totale che viene applicato a ogni processo aziendale con un unico criterio: la ricerca della qualità totale, che vale sia per i processi interni all’azienda che per i processi affidati esternamente a realtà qualificate. «Nella pratica questo modello si concretizza in un sistema di controllo integrato che parte dall’analisi dettagliata delle specifiche del cliente e prosegue con il monitoraggio costante dell’intero processo produttivo, fino al controllo qualità sui prodotti finiti, attraverso test di laboratorio e collaudi specifici».
Prossimo passo: l’incremento delle tecnologie abilitanti
GFM tecnologia ibrida additiva
Dal punto di vista strategico la direzione di GFM è chiara. «Nel 2020 abbiamo acquisito un stazione di saldatura laser a 4 assi con cui realizziamo componenti per la camera di combustione – dice Stortiero – inoltre continueremo a investire in ATC, il centro tecnologico per l’additive creato con Dmg Mori (azienda leader nella produzione di macchine utensili) e Itema, storica azienda bergamasca che produce telai tessili. In ATC analizziamo casi di studio, conduciamo l’analisi di fattibilità, realizziamo preserie per verificare la stabilità dei processi e avviciniamo le aziende nostre clienti al mondo della produzione additiva di serie con investimenti minimi. Inoltre sopportiamo gli uffici tecnici dei nostri clienti sin dalla fase di design suggerendo soluzioni in grado di sfruttare le potenzialità delle tecnologie additive fino ad arrivare a qualificare i processi in accordo alle specifiche cliente». L’obiettivo di breve termine è evolvere sul fronte della struttura tecnica e incrementare la capacità tecnologica interna. «Abbiamo investito in software di simulazione e programmazione CAD_CAM evoluti e abbiamo interconnesso le nostre macchine ai sistemi aziendali; il prossimo obiettivo sarà utilizzare i dati provenienti dalle macchine per ottimizzare i processi di produzione e aumentare le nostre performance».
Alla conquista dell’aerospazio
GFM tecnologia ibrida additiva
Nel 2016 GFM ha deciso di diversificare il proprio business e di puntare al mercato dell’aerospazio. «Abbiamo ottenuto la certificazione EN9100 e abbiamo iniziato a sondare il mercato aerospace poiché la tecnologia dei motori a reazione per aerei è simile alla tecnologia delle turbine per la generazione di energia che troviamo, in dimensioni più grandi, nelle nostre centrali. I motori, soprattutto per l’aviazione civile, hanno controlli più stringenti ovviamente, ma con la competenza acquisita negli anni ci siamo spesi nella motoristica per cercare di entrare in questo settore. Il mercato era già però in un momento di saturazione, che si è trasformata in contrazione a causa del Covid. Abbiamo continuato a mantenere attive le relazioni commerciali partecipando a eventi di settore e di recente abbiamo acquisito una commessa per parti di carrelli di atterraggio e stiamo qualificando alcuni componenti per questo sistema strategico: riteniamo che possa essere la via di ingresso in questo settore che nei prossimi anni tornerà in forte crescita».
I progetti europei PIMAP Plus e PIMAP4Sustainability
Il progetto PIMAP Plus è in fase di chiusura. Tuttavia, nuove opportunità saranno rese presto disponibili da AFIL ai propri Soci verso la fine del 2022, con l’avvio dell’implementazione delle attività del nuovo progetto PIMAP4Sustainability. Esso, supportato dalla Commissione Europea nell’ambito della Joint Cluster Initiatives (Euroclusters) call, rappresenta la continuità di PIMAP Plus e si concentrerà sul sostegno alla transizione verde e digitale nell’ambito della fotonica.
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