STIIMA-CNR

Fabbrica per la Micro Produzione

Tecnologie di micro manufacturing

Le tecnologie di micro manufacturing sono largamente riconosciute come tecnologie abilitanti fondamentali per affrontare le ‘grandi sfide' della società del 21esimo secolo, poiché favoriscono la realizzazione di nuovi prodotti innovativi con applicazioni in numerosi settori, penalizzati dall'attuale situazione economica internazionale che risente dei rischi legati all'aumento del costo dell'energia, della diminuzione delle risorse e della manodopera. Il beneficio ultimo è di migliorare e rendere accessibili le cure sanitarie, migliorare la qualità della vita, aumentare la qualità dei beni di consumo, affrontando le tre priorità sinergiche identificate dalla strategia EU Europe 2020, promuovendo una crescita intelligente, sostenibile e inclusiva. Al fine di consentire all'industria europea di mantenere un ruolo di leadership nel mercato sempre più globale e in crescita dei prodotti e servizi basati sulle micro e nano tecnologie, sono necessarie nuove misure compensative. Si rende necessario enfatizzare gli aspetti che differenziano la produzione europea, come qualità, produzione ad alta intensità di conoscenza, affidabilità dei risultati. Uno dei fattori chiave per riuscire a essere competitivi rispetto ai paesi con basso costo del lavoro è costituito dalla capacità di progettare e fabbricare componenti miniaturizzati complessi, ad alta funzionalità e multi materiale, sfruttando i più recenti sviluppi tecnologici nel micro manufacturing, lungo tutta la catena di processo.

Innovative tecnologie di micro lavorazione Le tecnologie di micro manufacturing impattano una grande varietà di aree applicative, quali ad esempio sistemi di cura personalizzati, chirurgia mini invasiva, cure per la popolazione che invecchia, ma anche mobilità, sicurezza nazionale, dispositivi di conversione e immagazzinamento dell'energia. Lo sviluppo di nuovi prodotti comporta anche l'implementazione di innovative tecnologie di micro lavorazione. Processi innovativi di micro manufacturing già permettono di ridurre la nostra dipendenza dalle energie fossili (olio, gas, carbone, ecc.) e dalle materie prime (rivestimenti, materiali a base di terre rare, ecc.) e di conseguenza diminuire le emissioni di biossido di carbonio, così come la concentrazione di ossidi di azoto e zolfo nell'atmosfera. Nel medio lungo termine, avanzati sistemi per il micro manufacturing consentiranno di ridurre il consumo energetico e l'uso delle risorse, e porteranno a un'ulteriore riduzione a catena di consumi energetici nelle rispettive aree applicative. Consentiranno anche una riduzione nell'utilizzo di materia prima e negli scarti di lavorazione, anche grazie all'utilizzo di tecnologie di lavorazione additive.
Dalla produzione all'assemblaggio del micro prodotto STIIMA-CNR, muovendosi in questo scenario, sta sviluppando il suo concetto di fabbrica di micro produzione, che copre l'intera catena di processo, dalla produzione all'assemblaggio del micro prodotto.
La sezione di micro produzione include tecnologie di lavorazione estremamente precise e micro, come micro EDM, e le tecnologie di replicazione, come la micro iniezione plastica. I materiali polimerici sono compoundati con additivi e nano polveri usando un apposito micro estrusore bivite corotante. Il laboratorio è attrezzato con macchine allo stato dell'arte: SARIX SX_200 per EDM, Desma-TEC Formica 1K macchina di micro iniezione plastica, Labtech Engineering LTE16-40 estrusore bivite (16 mm), Zeiss Discovery V20 stereomicroscopio e Axio CSM 700 microscopio confocale 3D.
Una seconda sezione della factory è dedicata alle problematiche del micro assemblaggio, che può incidere fino al 60% sui costi complessivi di fabbricazione di un micro prodotto. È disponibile una cella automatizzata per la micro manipolazione e l'assemblaggio, insieme a un set di gripper basati su diversi principi fisici (effetti adesivi, come ad esempio forza elettrostatica e capillare, vuoto, pinze meccaniche). La cella è equipaggiata con un robot Mitsubishi Electric RP-1AH (volume di lavoro: 150 mm x105 mm x 30 mm - asse z, ripetibilità: ±5 micron nel piano x-y, ±10 micron in z e ±0.02° per la rotazione del quarto asse) e un appropriato sistema di visione con relative telecamere e ottiche (Allied GC2450 e Allied GC1380H).

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