Škoda Auto è un importante membro del Gruppo Volkswagen e il più grande datore di lavoro della Repubblica Ceca. Škoda ha prodotto più di 800.000 vetture nel 2021 per i clienti di tutto il mondo. L’azienda è non solo un simbolo dell’industria Ceca ma anche un leader nel campo delle innovazioni e dell’introduzione di nuove tecnologie. Una di queste è l’uso della stampa 3D nella produzione.

La stampa 3D in plastica non è una novità per la Central pilot hall di Škoda Auto, che da anni utilizza questa tecnologia per lo sviluppo di nuovi modelli, per l’analisi e i test e per i modelli di auto di pre-produzione. La tecnologia si è rivelata insostituibile anche presso il Servizio tecnico centrale per la stampa di parti di ricambio, la prototipazione rapida e il collaudo dei materiali per la produzione in serie. Tuttavia, il più grande utilizzatore è di gran lunga il reparto di produzione di automobili.

È venuta da qui l’idea di usare le stampanti 3D nella produzione: molti dipendenti della manutenzione interna hanno una stampante 3D a casa e sono tra gli utenti più appassionati. Dal loro punto di vista, una stampante 3D è uno strumento di lavoro comune, e quindi – perché non usarla anche in produzione? L’idea è stata ben ricevuta e dopo una prova ben riuscita, Škoda Auto ha deciso di costruire la sua prima farm di stampa 3D a basso costo proprio negli stabilimenti principali, nell’impianto di saldatura di Mladá Boleslav.

“I risultati hanno superato le nostre aspettative e hanno successivamente influenzato in modo significativo l’espansione della stampa 3D in plastica alle nostre altre strutture. Ora abbiamo più di 60 stampanti 3D,” afferma Jana Polášek Filová, Coordinatore Esperto per la Digitalizzazione e l’Innovazione nella Produzione e nella Logistica di Škoda Auto.

La produzione delle farm di stampa 3D è molto flessibile: ad esempio, possono stampare vari strumenti, componenti o svariati prototipi. Esistono processi interni, per cui il dipendente deve solo fornire all’azienda uno schizzo del modello desiderato o il pezzo originale come modello. Tutti i pezzi vengono prima controllati nel database interno: i pezzi originali sono corredati di dati di stampa e istruzioni, mentre i nuovi modelli devono essere approvati dagli specialisti dei brevetti prima della stampa. Gli operatori della farm di stampa 3D sono in grado di consegnare i modelli nel numero desiderato nel giro di poche ore..

Cosa stampano

Nelle farm di stampa 3D si possono trovare apparecchiature di marche rinomate e l’uso delle stampanti 3D varia in modo significativo in base alle esigenze specifiche di ciascun reparto. La Central Pilot Hall stampa più spesso sagome per la superficie e la continuità perimetrale o modelli di parti di assemblaggio come fanali posteriori, fari anteriori o spoiler del portellone posteriore. Le parti stampate in 3D sono d’aiuto nell’ottimizzare il processo di saldatura nella fase di pre-produzione.

Il reparto di manutenzione dell’impianto di pressatura crea modelli speciali per esaminare gli stampi, risparmiando tempo e aumentando la qualità della produzione. Prima della stampa 3D, il reparto manutenzione doveva portare gli stampi da esaminare in un’officina dedicata, mentre ora può controllare la qualità direttamente sulla linea d’imbutitura.

I reparti di produzione dei motori e delle trasmissioni si concentrano su soluzioni intelligenti che ottimizzano le loro attività. Ad esempio con i morsetti, strumenti utilizzati per manipolare le ruote dentate della linea di produzione. I morsetti stampati in 3D hanno sostituito completamente quelli in metallo, che usuravano le ruote dentate. Il prezzo di un morsetto stampato è incomparabilmente inferiore a quello di metallo e, oltre a non usurare le ruote dentate, dura più a lungo.

Il personale dell’officina è solito stampare componenti sagomati per le attrezzature di supporto, che in precedenza venivano prodotti da macchinari industriali in centri di grandi dimensioni. Questo cambiamento ha reso la loro produzione più veloce e più economica. Il reparto logistica utilizza le stampanti 3D per realizzare le etichette dei carrelli con i pezzi pronti per il montaggio o le coperture delle carrozzerie delle auto per agevolare la movimentazione in sicurezza.

Nel Servizio Tecnico Centrale, la stampa 3D è diventata rapidamente indispensabile per la produzione di pezzi di ricambio sofisticati: Ad esempio, i cuscinetti di forma o le maschere per misurare le dimensioni dei giunti. In breve tempo, hanno smesso di acquistare questi pezzi e hanno iniziato a stamparli in 3D. Si tratta di un processo necessario anche per le macchine più vecchie: i tecnici di Škoda Auto spesso migliorano loro stessi i pezzi di ricambio – prototipandoli, testandoli e perfezionandoli gradualmente fino all’approvazione della produzione.

La stampa 3D aiuta a risolvere molte sfide

Nella realizzazione di utensili e accessori di ogni tipo, uno dei principali vantaggi della stampa 3D è costituito dalle possibilità illimitate e dall’enorme flessibilità. Škoda Auto se ne è resa conto quando si è trovata di fronte a problemi nella catena di fornitura a causa delle restrizioni del COVID-19. Migliaia di auto non potevano essere completate, con il rischio immediato di bloccare l’intera produzione – e nel settore automobilistico questo significa enormi complicazioni a molti livelli.

“A causa di problemi nella catena di fornitura, le aziende di stampa 3D sono state incaricate di aiutare a completare la finalizzazione dei modelli Škoda Superb e Karoq nello stabilimento di Kvasiny, dove sussisteva un problema con la fornitura di un’asta del cambio. Per stabilizzare il cambio in posizione neutra sono state utilizzate delle coperture in plastica stampate. Senza di esse, le auto non sarebbero state in grado di completare il processo di produzione. Abbiamo atteso la consegna del pezzo originale per sostituire successivamente la copertura in plastica,” Jana Polášek Filová descrive i tempi complicati.

Grazie alla prototipazione rapida, al rapido processo di approvazione e alla produzione di massa delle coperture in plastica (utilizzando anche le capacità di produzione della stampa 3D qui a Prusa Research), è stato evitato un lungo ritardo di produzione di oltre 13.000 auto in consegna. Questo tipo di risposta rapida e flessibile agli imprevisti non sarebbe possibile senza la stampa 3D.

Cambiare il modo di pensare tradizionale

Per Škoda Auto, l’introduzione della stampa 3D nella produzione determina grandi vantaggi. Per contro, fa aumentare il fabbisogno di personale qualificato. E questo non significa solo gli operatori della stampante 3D, ma tutti coloro che partecipano al processo produttivo. L’obiettivo di Škoda Auto è quello di sfruttare appieno il potenziale della stampa 3D e di utilizzare la stampante 3D come un vero e proprio strumento di lavoro. Questo richiede una formazione e un addestramento adeguati che gli ingegneri attuali non hanno. Ecco perché la stampa 3D è entrata a far parte di un programma di formazione della Škoda Academy: aumentare il numero di persone qualificate e istruite in grado di riconoscere le situazioni che richiedono o possono trarre vantaggio dall’uso della tecnologia di stampa 3D.

Sebbene Škoda Auto abbia in dotazione diverse macchine di vari marchi, la maggior parte delle stampanti 3D sono Original Prusa.

“La scelta di una stampante 3D non è stata casuale: una parte importante della decisione si è basata sulla convenienza, sulla semplicità dei controlli, sulla manutenzione, sull’affidabilità e sulla qualità delle stampe, che sono in linea con i nostri standard per la realizzazione dei prototipi o degli strumenti,” ci spiega Jana Polášek Filová.

“La collaborazione tra Škoda Auto e Prusa Research ha contribuito ad avviare un cambiamento nel modo di pensare alla produzione e ha aiutato a motivare i nostri dipendenti ad utilizzare le tecnologie di produzione additiva in modi nuovi”, aggiunge.

Un nuovo standard

La stampa 3D in Škoda Auto aiuta a risparmiare tempo e denaro, a pensare in modo innovativo e a inventare nuove procedure: sono gli stessi dipendenti a proporre nuove idee per innovazioni e strumenti migliori che li aiutano nel loro lavoro e migliorano il processo produttivo. Le stampanti 3D sono diventate uno strumento di lavoro a tutti gli effetti, proprio come un cacciavite, un PC o un CNC. Il prossimo obiettivo è quello di promuovere la stampa 3D a partire dalla prototipazione e dalla creazione di utensili per arrivare a far parte della produzione finale..

“Attualmente, nella Produzione e Logistica di Škoda Auto lavorano 40 dipendenti che fanno parte del nostro gruppo di lavoro sulla stampa 3D in plastica. E sono affascinati dalle possibilità della produzione additiva. Il loro entusiasmo viene rapidamente trasmesso agli altri reparti e sono sicuro che nel giro di tre anni ci saranno centinaia di maker attivi in Škoda Auto,” prevede Jana Polášek Filová e aggiunge: Credo che in futuro la stampa 3D non sarà solo un utile strumento di prototipazione, ma una parte indispensabile della produzione finale dell’auto”.