Polveri metalliche

MIMETE, FONDATA NEL 2017 È, AD OGGI, L’UNICO PRODUTTORE INDUSTRIALE DI POLVERI METALLICHE PER ADDITIVE MANUFACTURING (AM) ATTIVO IN ITALIA. LA MISSIONE DI MIMETE, COSÌ COME PER L’INTERO GRUPPO FOMAS, È QUELLA DI CONSOLIDARE E ACCRESCERE LA PROPRIA POSIZIONE DI ECCELLENZA E DI ESSERE UN PARTNER STRATEGICO PER I PROPRI CLIENTI

di Francesca Bonfanti, Giulia Conti, Magda Perez Gila

FOMAS LEGACY

Il progetto MIMETE è nato all’interno del team di ricerca & sviluppo del Gruppo FOMAS. La metallurgia delle polveri, inizialmente vista come una possibile minaccia per alcuni prodotti del Gruppo, è diventata la più recente opportunità per l’azienda di perseguire l’innovazione. L’esperienza e la conoscenza di 65 anni di storia del Gruppo FOMAS, hanno reso possibile lo sviluppo di competenze nella lavorazione del metallo in tre condizioni fisiche molto differenti: solido (forgiati e anelli), liquido (ESR in italiano rifusione per elettroscoria) e polvere.

L

Le polveri hanno forma sferica, una chimica ben definita caratterizzata da un contenuto di ossigeno controllato e, tipicamente, la loro taglia va da 0 a 350 µm.

La tipologia di impianto consente la realizzazione di polveri di leghe base ferro (MARS), nichel (VENUS) e cobalto (NEPTUNE). MIMETE offre sia prodotti standard – sempre disponibili a stock – sia prodotti customizzati, realizzati su specifica cliente. L’impianto produttivo è estremamente versatile, questo è il punto di forza dell’azienda. Ad oggi, la manifattura additiva, in particolare nel mondo metallico, sta vivendo un periodo di sviluppo, dove OEMs e utilizzatori finali stanno studiando come questa tecnologia possa essere integrata all’interno dei propri processi produttivi. Tale integrazione richiede flessibilità. In quest’ottica, si inserisce l’offerta di MIMETE.

La produzione

Il ciclo della produzione delle polveri comprende: atomizzazione – nella fattispecie si parla di Vacuum Inert Gas Atomizer (VIGA) -; impianti di post-processing, che comprendono diverse tipologie di macchinari per la setacciatura, impianto di miscelazione della polvere (Blender) ed infine stazione di imbottigliamento.

Al fine di assicurare un elevato standard di sicurezza per gli operatori, soddisfare gli elevati standard qualitativi richiesti dai mercati serviti, per tutto il ciclo produttivo, la polvere è segregata e non a contatto diretto con l’aria. L’Argon è il principale gas utilizzato durante il processo di atomizzazione, tuttavia, per grandi lotti produttivi, è possibile convertire l’impianto all’utilizzo di Azoto.

Partendo dall’esigenza di avere un atomizzatore flessibile e unico, il team di ingegneri di MIMETE ha attivamente collaborato con il produttore dell’impianto nella progettazione del VIGA. La sua configurazione lo rende ottimo per la produzione di polveri base ferro, nichel e cobalto. È costituito da un forno fusorio – VIM -, torre di atomizzazione e sistema di raccolta polveri. La capacità di carica è 300 kg, per un totale di 400 t/anno a pieno regime.

Alcune delle peculiarità dell’impianto sono: possibilità di lavorare con un gas di atomizzazione molto caldo; possibilità di caricare in vuoto (e con alta resa) polvere esausta, rendendo, quindi, il macchinario un importante anello dell’economica circolare legata alla filiera della manifattura additiva; possibilità di eseguire aggiunte e correzioni di composizione chimica così da rispondere a pieno alle richieste dei clienti. Le fasi di post-processing sono realizzate all’interno di una stanza con temperatura e umidità controllate. Le polveri vengono setacciate in due step: un primo grossolano, un secondo che permette di avere la dimensione desiderata. Inoltre, MIMETE è in grado di unire ed omogenizzare all’interno del proprio “blender” fino a 2 tonnellate di materiale. L’ultima fase, l’imbottigliamento, avviene in una “glove-box” di derivazione farmaceutica, attraverso un sistema semi-automatico integrato. Per ridurre al minimo il rischio di cross contamination, tutti i macchinari e i contenitori intermedi di stoccaggio sono realizzati in acciaio INOX e hanno le superfici interne lucidate a specchio.

Andrea Tarabiono, Manufacturing Director, “Gli sforzi congiunti di tutta la squadra di MIMETE hanno permesso di servire differenti mercati il cui comune denominatore è la richiesta di performance di altissimo livello per la nostra polvere. Una stretta collaborazione tra tutti i reparti aziendali e produttivi, partendo dalla gestione del magazzino materia prima arrivando al reparto spedizioni, permette di fornire ai nostri clienti un prodotto in tempi rapidi, senza tralasciare gli aspetti qualitativi che sono strettamente integrati in tutto il processo produttivo.

MIMETE, pur essendo una realtà “giovane” crede fortemente nella necessità di migliorarsi e continuare crescere in maniera significativa, questo si ripercuote sia nell’acquisto di nuovi macchinari, nel 2021 ci sarà

Courtesy of MIMETE SRL – FOMAS Group

l’inserimento di un nuovo macchinario nell’area-post processing, sia ampliando l’organico aziendale.”

Il laboratorio e la qualità

MIMETE ha, da sempre, investito grandi risorse per garantire alti livelli di qualità. Tutto ciò si concretizza in: un sistema di gestione qualità e un laboratorio interno. Il laboratorio gioca un ruolo fondamentale all’interno del ciclo produttivo: dai controlli sulla materia prima in ingresso, a quelli in linea, fino ai controlli finali per la certificazione del prodotto. L’analisi chimica è verificata sul bagno fuso e sulla polvere. Inoltre, il controllo della granulometria, delle densità apparente e battuta, della scorrevolezza e della morfologia sono effettuati più volte nel corso del post-processing. Alcune proprietà delle polveri vengono misurate da diversi strumenti, questo permette di fornire dati robusti e consistenti.

Questo monitoraggio garantisce che il prodotto finito sia di elevata qualità e conforme ai requisiti. Esso è anche fonte di dati, utilizzati per analisi statistiche, in ottica di miglioramento continuo.

Inoltre, il Laboratorio di MIMETE è strutturato in modo tale da poter lavorare anche conto terzi.

In ottica di continuo miglioramento il laboratorio partecipa regolarmente, e con successo, a cirtuiti interlaboratorio riconosciuti a livello internazionale. Il secondo punto di forza è il sistema di gestione qualità. In linea con il resto del Gruppo FOMAS, MIMETE ha costruito in pochi anni e grazie al duro lavoro di valide persone, un sistema di gestione solido e riconosciuto da importanti certificazioni di sistema. Esso si basa su procedure di sistema e operative, e viene costantemente condiviso coinvolgendo tutte le funzioni aziendali tramite attività di sensibilizzazione e formazione. La prima certificazione, ISO 9001, è stata ottenuta nel 2018. Nel 2019, è arrivato il secondo riconoscimento EN 9100 e EN 9120 (da DNV GL), certificazioni di sistema che permettono a MIMETE di fornire il mercato dell’aerospazio, che, si delinea come uno tra i più esigenti. MIMETE ha esteso la sua competenza in questo mercato anche alla rivendita di polveri (EN 9120), in modo da poter soddisfare clienti alla ricerca di un prodotto che MIMETE non produce, ma che è in grado di approvvigionare attraverso una supply chain di fornitori qualificati.

Nel 2020, il laboratorio è stato accreditato ISO/IEC 17025 (da Accredia) per l’esecuzione di due prove: distrubuzione granulometrica della polvere per diffusione laser (in accordo alla norma ISO 13320) e, primo laboratorio in Italia, scorrevolezza (in accordo alla norma ASTM B213). Nel 2021 l’obiettivo è estendere l’accreditamento alla prova di densità apparente e all’esecuzione delle prove in accordo a diverse norme internazionali.

In accordo ai requisiti normativi, un’attenzione particolare è dedicata al mantenimento di tracciabilità e alla prevenzione di contaminazione. Per poter garantire tutto ciò, MIMETE si serve di: sensibilizzazione e formazione continua delle persone, sistema di procedure e istruzioni operative e, infine, sistemi informatici all’avanguardia e conformi ai requisiti di industria 4.0.

Lucia Cavallasca, Quality System Manager, “Siamo fieri del lavoro fatto e dei risultati raggiunti partendo da un progetto di ricerca e conquistando, in pochi anni di vita, una posizione sempre più solida nel mercato delle polveri metalliche.

I riconoscimenti ufficiali, come le certificazioni ISO 9001, EN 9100, EN 9120 e l’accreditamento ISO/IEC 17025 del laboratorio di prova, ottenuti tutti in soli tre anni, sono solo una parte dei risultati misurabili, a cui sia affianca un sempre maggiore riscontro positivo da parte di clienti chiave. In un mercato fortemente competitivo e all’avanguardia, MIMETE punta ad un prodotto di elevata qualità, costruito a partire da solidi know-how e know-why in linea con la politica di tutto il Gruppo FOMAS. Siamo sicuri che con l’impegno continuo, l’attenzione ai dettagli e l’apertura alle nuove opportunità che ci caratterizzano, come start-up ma anche e soprattutto come gruppo di persone affiatate e competenti, sapremo soddisfare le esigenze di un mercato sempre più demanding e in marcata e veloce evoluzione.”

Sviluppo tecnologico

MIMETE opera in un mercato agli esordi, pertanto deve essere un’azienda che sviluppa tecnologia e non solo insegue ciò che è già noto.

Le attività del gruppo di lavoro si concretizzano nel supporto alla produzione e nel

Courtesy of MIMETE SRL – FOMAS Group

Courtesy of MIMETE SRL – FOMAS Group

supporto al cliente.

Il supporto alla produzione è messo in atto tramite il monitoraggio del processo, la raccolta dati e l’analisi degli stessi. La sinergia tra i tecnici dello sviluppo tecnologico ed i tecnici dei reparti produttivi, nonché la complementarità di competenze, sono di fondamentale importanza per lo sviluppo dell’azienda. Le competenze sono a completa disposizione del Cliente. Molto spesso, le Aziende che operano nel settore additivo, sono alla ricerca di partner che li supporti nel percorso di conoscenza di questa nuova tecnologia. L’esperienza metallurgica maturata nel Gruppo FOMAS e le diverse esperienze di MIMETE costituiscono il bagaglio che gli ingegneri del team utilizzano per affiancare il cliente nell’approccio all’AM.

L’esperienza acquisita permette di individuare due principali difficoltà nell’approccio alle polveri: la prima riguarda la scelta del materiale. Di fatto, si verifica una traslazione di codici e definizioni di una lega metallica tradizionale, che, però, nel mondo delle polveri non è comunemente presente. In questo senso, l’intervento di MIMETE si concretizza nell’analisi delle caratteristiche desiderate e, quindi, nel supporto al Cliente nella scelta del materiale più idoneo. La seconda difficoltà è rappresentata dal timore del cambiamento della polvere (passare da quella di un produttore ad un altro, per esempio). In questo caso, ciò che MIMETE può offrire è un’analisi approfondita dei due prodotti a confronto, spiegando l’impatto delle diverse caratteristiche e proprietà della polvere sul processo produttivo additivo, perché il Cliente sia facilitato a prendere decisioni più consapevoli.

Francesca Bonfanti, Technical Development Manager, “Abbiamo ricevuto richieste di materiali NON standard, disegnati ad hoc dal Cliente all’interno di un progetto di ricerca, materiali altrimenti non disponibili altrimenti sul mercato. La competenza di MIMETE si declina nell’analisi della richiesta e nello scambio continuo di informazioni con il Cliente, al fine di giungere all’ottimizzazione del prodotto (polvere). Analogamente, in caso di risultati inaspettati sul manufatto realizzato tramite manifattura addittiva, le competenze metallurgiche del team sono a completa disposizione del Cliente per l’analisi dell’evento.

Infine, ma non ultimo per importanza, MIMETE si presenta come partner agile, di Aziende esperte con cui collaborare su progetti speciali. Grazie alla versatilità dell’impianto produttivo, ad un sistema di qualità solido, alla stretta relazione con il team di produzione e ad un team di metallurgisti, MIMETE è per l’Italia un valido punto di riferimento “ 

Courtesy of TEXER DESIGN S.R.L., tassello realizzato tramite tecnologia SLM, acciaio maraging MARS M300 Courtesy of TEXER DESIGN S.R.L., tasselli in acciaio maraging MARS M300

I nostri clienti

Le tre famiglie di leghe prodotte, permettono a MIMETE di raggiungere diversi mercati. I prodotti della linea “MARS” (leghe a base Ferro) sono i più versatili. Essi, infatti, sono utilizzati in ambito industriale, biomedicale, aerospaziale, power generation, oil & gas e nella realizzazione degli stampi.. Invece, l’utilizzo dei prodotti delle linee “VENUS” (leghe a base Nichel) e “NEPTUNE” (leghe a base Cobalto) è più concentrato. Le prime sono principalmente usate in ambito aerospaziale e difesa, power generation; mentre, le seconde in ambito medicale, aerospaziale e di power generation.