Adatto per alimenti, farmaceutica, fotovoltaico e altro ancora

© Messe München GmbH

Soluzioni robotiche per ambienti igienici e camere bianche sono molto richieste. Life Science, alimentare, laboratorio, elettronica, semiconduttori – i mercati di nicchia di un tempo sono oggi i motori della crescita. Tuttavia, le condizioni di ingresso per i robot in questi settori sono molto, molto alte.

Uno che deve saperlo è Peter Pühringer. In qualità di amministratore delegato di Stäubli Robotics, una delle aziende leader nelle soluzioni robotiche in ambienti sensibili all'igiene, conosce in dettaglio le esigenze del settore: «Il profilo richiesto ai robot in questi settori è molto diverso, ma in ogni caso estremamente esigente. Mentre nelle applicazioni di semiconduttori il rilascio di particelle gioca un ruolo decisivo, nel settore Life Sciences si tratta di lavorare in condizioni asettiche o, ad esempio, nelle applicazioni alimentari, di lubrificanti compatibili con gli alimenti e della resistenza dei robot ai normali processi di pulizia wash-down.»

In parole semplici: i robot standard sono completamente inadatti a questi mercati. Sono richieste versioni speciali, robot altamente sviluppati che possano operare in condizioni asettiche, seiassi impermeabili che possano essere spruzzati con lance di pulizia, robot per camere bianche che possano rispettare le più severe classificazioni di ambienti sterili. Robot così avanzati – come si può vedere in modo particolarmente chiaro a automatica – si distinguono già a prima vista dal loro design igienico rispetto alle configurazioni standard convenzionali.

Questo è particolarmente evidente nel caso del fornitore giapponese Yaskawa. Mentre i collaudati robot standard blu, affidabili per lavori grossolani, trasmettono un fascino rustico, i robot ad alte prestazioni della serie Motoman HD, sviluppati in collaborazione con l’IPA di Fraunhofer, sembrano provenire da un altro mondo: qui, superfici progettate, canalizzazioni interne, materiali resistenti e numerosi dettagli conformi alle norme igieniche aprono la strada all’uso in ambienti igienici e camere bianche.

Ormai quasi tutti i produttori rinomati forniscono robot con design igienico. Tuttavia: lo sforzo che gli operatori investono, ad esempio, per rispettare più o meno le raccomandazioni igieniche di EHEDG (European Hygienic Engineering and Design Group), varia molto. Automatika rappresenta qui l’occasione ideale per esaminare da vicino robot, sistemi di presa, canalizzazioni di energia e simili sotto questi aspetti.

Produzione di semiconduttori: alte barriere all'automazione

Perché i produttori devono sostenere questi sforzi si vede guardando a un settore in cui sono richieste condizioni di purezza particolarmente rigorose: la produzione di semiconduttori. La ragione: sui chip di ultima generazione, i transistor (di cui ci sono miliardi su ogni chip) hanno una dimensione strutturale di 3 a 10 nanometri. Per confronto: un capello umano ha uno spessore di 40.000 a 60.000 nanometri. È quindi chiaro che anche le più piccole particelle possono danneggiare e rendere inutilizzabile un intero chip. Significa: l’automazione in ambienti supercleanroom è uno standard consolidato.

Lo stesso vale anche per altri settori dell’elettronica, come display, touchscreen, LED, OLED…

Futuro delle fabbriche farmaceutiche

Le dimensioni che si possono esplorare quando non solo i robot, ma anche gli AGV e i robot mobili si qualificano per le camere bianche sono sottolineate da un progetto interessante del costruttore di impianti Harro Höfliger, attualmente in fase di realizzazione. Si tratta di una produzione farmaceutica senza operatore, in condizioni di camera bianca, con elevati tempi di autonomia. Per raggiungere questo obiettivo, vari componenti dell’impianto devono essere collegati con robot mobili e AGV compatibili con le camere bianche.

Con la “Fattoria farmaceutica del futuro”, Harro Höfliger compie questo passo. Questa svolta epocale è resa possibile anche dalla competenza di soluzione di Stäubli. L’azienda ha potuto fornire sia robot per camere bianche sia AGV e robot mobili adatti. Con la “Fattoria farmaceutica del futuro”, Harro Höfliger apre un capitolo completamente nuovo e fornisce all’industria farmaceutica impianti completi pronti all’uso, completamente automatizzati, che stabiliranno nuovi standard in termini di autonomia ed efficienza.

Mercato in crescita: industria alimentare

Anche la produzione alimentare rientra tra i grandi mercati in crescita per l’automazione. I robot non si limitano più alla confezione secondaria, ma si stanno affermando anche nei processi primari, entrando in contatto diretto con gli alimenti. Qui è obbligatorio l’uso di lubrificanti compatibili con gli alimenti, che non causino danni alla salute in caso di perdite. A commentare è Dieter Rothenfüßer, Key Technology Manager Consumergoods/Food di KUKA: «Prendiamo molto sul serio queste esigenze, soprattutto perché i nostri robot vengono sempre più impiegati in questi settori. Tutte le assi dei nostri robot HO sono quindi dotate di lubrificanti alimentari, così come l’alimentazione energetica dello strumento robotico.»

Importante per gli utenti: la compatibilità dei robot con i processi di pulizia wash-down, che si svolgono più volte al giorno nel settore, spesso con agenti di pulizia aggressivi. Per resistere a questi, i robot devono essere il più possibile impermeabili e dotati della relativa classe di protezione. Qui l’offerta di macchine adatte è ancora molto limitata.

Anche Fanuc vede nel settore “Primary Food” un mercato futuro importante. Qui sarà fondamentale come produttori, integratori e costruttori di impianti del settore alimentare svilupperanno soluzioni congiunte, afferma Nils Tersteegen, Direttore Marketing di FANUC Deutschland, e aggiunge: «Automatica rappresenta una piattaforma molto importante per questo scambio.»

Importante, secondo Fanuc, è anche una programmazione semplice e grafica tramite tablet – che aumenta l’accettazione non solo nell’industria esperta di robotica. Per esempio, l’impiego di robot nel sistema Bakisto, presentato alla scorsa automatica, garantisce un sollievo tangibile per i dipendenti delle panetterie o del reparto panetteria dei discount. In questo modo, la robotica affronta anche la carenza di manodopera specializzata nel settore artigianale e nel commercio al dettaglio.

“Oltre carne e latte”

Che il settore alimentare sia in fase di trasformazione lo dimostra ogni visita attenta al supermercato. E uno sguardo allo sviluppo demografico – nel 2050, 9,7 miliardi di persone vivranno sulla Terra – sottolinea: nuove fonti di proteine devono essere esplorate. La ENORM Biofactory in Danimarca fa proprio questo – con l’aiuto di robot KUKA.

Nella più grande fattoria di insetti commerciale della Scandinavia, i robot gestiscono migliaia di contenitori con scarafaggi neri. Da 25 chili di uova di questa mosca si ottengono, in dodici giorni, 100 tonnellate di larve. Poiché anche le larve si nutrono di scarti della produzione alimentare “normale”, risolvono contemporaneamente un problema di smaltimento e crescono con un’impronta di CO2 molto ridotta. I robot in versione Igienico-Oil riempiono, svuotano e impilano le cassette, che pesano fino a 60 kg – un mercato nuovo e promettente per l’automazione, che contribuisce alla produzione di cibo sostenibile.

In conclusione: lo sviluppo continuo della robotica e di tutti i componenti principali degli impianti fa sì che i limiti dell’automazione in settori sensibili all’igiene o asettici si spostino sempre più in alto. Ciò che ieri era considerato non automatizzabile, domani può già diventare norma nell’automazione.