Maggiore efficienza e sostenibilità nella tecnologia delle superfici

Prova di verniciatura presso il Fraunhofer IPA: un robot spruzza vernice su un collaudatore e un rilevatore laser inline, oltre ad altri sensori, registrano tutto. Con i dati raccolti è stata addestrata un'intelligenza artificiale. © Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez

Una pre-trattamento simulato al computer, un processo di verniciatura supervisionato dall'Intelligenza Artificiale e una zincatura a base acquosa: sotto il motto »Finishing for Compliments« il Fraunhofer IPA a metà aprile alla PaintExpo offre uno sguardo sui progetti di ricerca attuali: Hall 1, Stand 1322.

»Finishing for Compliments – con ricerca e know-how per veri complimenti« – sotto questo motto i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per la Tecnologia della Produzione e l'Automazione IPA presentano la loro partecipazione alla fiera di quest'anno alla PaintExpo. Dal 14 al 17 aprile, offrono uno sguardo sui progetti di ricerca attuali, che aiutano le aziende di rivestimento a diventare più sostenibili e a implementare processi di verniciatura intelligenti, supportati dall'IA – e forse anche a ricevere complimenti dai loro clienti.

La sabbiatura ad aria compressa diventa digitale

Così Jörg Schieweck del team di ricerca sulla modellazione e il monitoraggio dei processi dell'Istituto Fraunhofer IPA sta sviluppando un processo di pre-trattamento supportato da simulazioni nel progetto »DigiStrahl«. L'obiettivo è rappresentare, analizzare e ottimizzare digitalmente il cosiddetto processo di sabbiatura ad aria compressa.

Come con un'idropulitrice ad alta pressione, durante la sabbiatura ad aria compressa vengono sparati particelle solide su una superficie metallica. Si ottiene così una rugosità uniforme, che garantisce che lo strato di vernice successivo aderisca alla superficie. Simulando preventivamente la sabbiatura al computer, si può valutare quale abrasivo e quali impostazioni della macchina producano il miglior risultato. Questa digitalizzazione della sabbiatura ad aria compressa aumenta l'efficienza e permette alle piccole e medie imprese di risparmiare molto denaro, consumando meno abrasivo ed energia e producendo meno scarti.

Processi di verniciatura senza errori grazie all'Intelligenza Artificiale

Anche la verniciatura stessa è ancora oggi considerata un processo non completamente controllabile. Si rischiano scarti, guasti alle macchine e rilavorazioni, perché ad esempio la quantità di vernice applicata spesso non può essere mantenuta costante ovunque. Oliver Tiedje, responsabile del settore Rivestimenti e Materiali Multifunzionali all'Istituto Fraunhofer IPA, ha quindi trovato nel progetto di ricerca »pAInt-Behaviour« modi per ridurre il numero di errori e di fermi macchina grazie all'Intelligenza Artificiale.

Per questo Tiedje e il suo team hanno condotto una serie di prove di verniciatura su componenti in plastica del settore automobilistico e dei veicoli commerciali nel laboratorio di verniciatura dell'Istituto Fraunhofer IPA. Prima di ogni prova, hanno modificato le impostazioni della macchina verniciatrice, accettando consapevolmente errori, e hanno monitorato il processo con 30 diversi sensori. I dati raccolti sono stati analizzati con metodi di apprendimento automatico. Così è stato creato un modello comportamentale dettagliato, che riconosce in anticipo le deviazioni di qualità nel processo di verniciatura e ne individua le cause.

Zincatura ecocompatibile a base acquosa

Con rivestimenti che proteggono dalla ruggine, si sono occupati scienziati e scienziate del team di ricerca sulla tecnologia di prova e chimica dei rivestimenti guidato da Katarzyna Krawczyk all'Istituto Fraunhofer IPA. Nel progetto di ricerca »EcoWaterZinc« hanno sviluppato una zincatura a base acquosa senza solventi, risolvendo così un problema ambientale e di salute.

Infatti, i rivestimenti a base di zinco attualmente in uso contengono da un lato solventi nocivi per la salute. Se tali rivestimenti indurissero in ambienti interni, rilascierebbero grandi quantità di composti organici volatili. Questi cosiddetti »Volatile Organic Compounds« (VOC) non solo hanno un odore sgradevole, ma possono anche irritare le mucose. D'altro canto, lo zinco reagisce con l'acqua. A lungo termine, questo non solo compromette l'effetto anticorrosivo, ma lo zinco si accumula anche nei corsi d'acqua e nei laghi, mettendo a rischio la salute di persone e animali. La nuova zincatura sviluppata presso l'Istituto Fraunhofer contiene particelle di zinco modificate che non reagiscono con l'acqua, formando così un rivestimento anticorrosivo duraturo.

Approfondimenti sui progetti di ricerca attuali alla PaintExpo

Un pre-trattamento simulato al computer, un processo di verniciatura senza errori grazie all'Intelligenza Artificiale e rivestimenti di zinco a effetto anticorrosivo duraturo – sono solo tre esempi di lavori di ricerca attuali presso l'Istituto Fraunhofer IPA. I visitatori della PaintExpo potranno scoprire presso lo stand del Fraunhofer IPA questi e altri progetti in corso o recentemente conclusi: Hall 1, Stand 1322.