Decine di migliaia di ingegneri e responsabili tecnici provenienti da tutta Europa si sono riuniti il mese scorso nel Nord Italia per una serie di eventi definiti "Technology Exhibition week". Tra questi, Fluidtrans Compomac (potenza fluida), Mechanical Power Transmission and Motion Control, Plast (macchine per la lavorazione della plastica), Xylexpo ( macchine per la lavorazione del legno) - tutti tenutisi a Milano - e Lamiera (attrezzature per la formatura dei metalli), svoltasi a Bologna.

L'interesse diffuso per i componenti, le macchine e le tecnologie italiane smentisce le attuali condizioni economiche del Paese. Non è un segreto che l'Italia sia coinvolta nella crisi finanziaria europea e in recessione, con il PIL del primo trimestre 2012 in calo dello 0,8%.

Eppure molte aziende italiane continuano a prosperare nonostante la crisi. Basti pensare ai dati di Federmacchine, la federazione delle associazioni italiane dei macchinari, con sede a Milano. I suoi membri producono di tutto, dalle macchine utensili, alle attrezzature per l'imballaggio, alle macchine per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche, ai componenti idraulici e pneumatici, ai robot e alle attrezzature per l'automazione. L'anno scorso la produzione del settore è aumentata del 13,2% e le esportazioni del 15,8%. L'Italia rappresenta il 18% della produzione di macchinari dell'Unione Europea, seconda solo alla Germania.

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Perché questo successo nonostante i tempi difficili? Giancarlo Losma, presidente di Federmacchine, cita diverse ragioni, che ruotano essenzialmente intorno alle prestazioni, alla personalizzazione e all'assistenza post-vendita.

In primo luogo, i produttori italiani di successo realizzano macchine di altissima qualità e sfruttano le più recenti innovazioni tecnologiche, afferma Losma. Produttività e affidabilità devono essere seconde a nessuno. E poiché il produttore medio è piuttosto piccolo rispetto agli standard statunitensi, con solo 60-70 dipendenti, questo permette di concentrarsi sulla risoluzione dei problemi e offre la flessibilità necessaria per personalizzare il prodotto finale in modo che corrisponda esattamente alle esigenze dei clienti.

"Gli italiani sono i campioni delle macchine speciali", afferma Luigi Galdabini, vicepresidente di UCIMU, l'associazione italiana delle macchine utensili. "Siamo innovativi e competitivi, e siamo anche un po' artisti. Chi risolve i problemi? Sono gli italiani"

Egli fa notare che i produttori OEM di tutto il mondo non si rivolgono ai produttori italiani per ottenere un prezzo conveniente sulle attrezzature convenzionali e di routine. "Saremo sempre battuti da Cina e India in termini di costi, con macchine semplici. Il nostro obiettivo è essere al top per prestazioni, qualità e innovazione", afferma Galdabini.

L'esperienza degli imprenditori italiani sta nel superare gli ostacoli tecnici, nel realizzare progetti unici e nel trarre da una macchina maggiore efficienza, velocità, precisione e produttività. Alcuni produttori possono investire migliaia di ore di progettazione, ma producono solo una macchina all'anno, anche se estremamente complessa", aggiunge.

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Galdabini ritiene che l'investimento in R&S sia fondamentale, ma osserva che la maggior parte della ricerca delle aziende viene svolta fianco a fianco con il cliente durante l'avanzamento di un progetto, creando soluzioni applicate a problemi specifici. È la linfa vitale della maggior parte delle aziende, che in media contano il 35% dei loro dipendenti come ingegneri, tecnici, progettisti o sviluppatori di software. "In genere ci rivolgiamo a esperti esterni per ricerche specifiche, ad esempio nei sistemi di misura o nell'ottica", spiega.

La sostenibilità e l'efficienza energetica stanno assumendo un'importanza crescente, in particolare in mercati come la Germania e la Svizzera e, in una certa misura, negli Stati Uniti. L'obiettivo è aumentare l'efficienza e ridurre in modo sostanziale i costi energetici e operativi, garantendo un investimento pratico e a lungo termine.

Le aziende sottolineano anche la formazione e l'assistenza dopo la vendita, creando relazioni a lungo termine, afferma Losma. "I clienti devono capire che siamo impegnati a lungo termine" Secondo Losma, tutti questi fattori conferiscono ai produttori italiani un vantaggio sui mercati globali. Nonostante le dimensioni relativamente piccole, le aziende hanno strutturato le loro operazioni interne per concentrarsi sui mercati esteri e vendere i loro prodotti.

L'anno scorso il settore italiano dei macchinari ha esportato il 70% della sua produzione. In alcuni segmenti la percentuale è stata ancora più alta, ad esempio circa l'80% delle macchine tessili è stato spedito all'estero lo scorso anno. Per molti produttori italiani, la Germania è il primo cliente, mentre le esportazioni di macchinari negli Stati Uniti sono aumentate del 35% l'anno scorso, secondo Federmacchine.

Un altro punto di forza, osserva Losma, è che molte di queste aziende sono multigenerazionali, a conduzione familiare, con il loro sostentamento in gioco. "Il modo per sopravvivere è investire in tecnologia, innovazione e internazionalizzazione", afferma Losma. "Le aziende orientate all'esportazione che hanno investito negli ultimi cinque anni stanno ancora crescendo nonostante il mercato interno sia povero"

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Materiali intelligenti

Un esempio è quello di Saes Getters, un produttore di medie dimensioni con sede a Lainate. L'azienda produce una serie di prodotti che possono essere considerati "high-tech", come sistemi ad altissimo vuoto per la produzione di semiconduttori, display a LED organici e dispositivi medici. L'azienda investe dall'11 al 12% degli utili in ricerca e sviluppo e il 98% delle sue vendite avviene all'estero, secondo l'amministratore delegato Giulio Canale.

Sfruttando la sua esperienza nella metallurgia speciale e nella produzione in grandi volumi, insieme alla ricerca continua, ha sviluppato un portafoglio diversificato di semilavorati e componenti in lega a memoria di forma (SMA) per i mercati industriali e biomedici.

Questi materiali superelastici "intelligenti", basati sul Nitinol (lega Ni-Ti), ritornano alla forma predeterminata quando vengono riscaldati e possono essere efficacemente confezionati in attuatori compatti, leggeri, potenti e silenziosi per sostituire i materiali piezoelettrici e i motori elettrici. Sono poco costosi, producono movimenti lineari o angolari diretti senza EMI e tollerano ambienti difficili. I fili degli attuatori, ad esempio, hanno una corsa massima del 5,5%, una forza a 150 MPa con carichi fino a 3.000 gm e una durata superiore a 200.000 cicli a 150 MPa e una corsa del 3,5%.

L'impianto di produzione dell'azienda converte i lingotti in fili di diametro fino a 19 μm, con un'accurata ripetibilità per applicazioni in grandi volumi. Altri prodotti includono nastri, strisce, fogli sottili e molle.

Gli usi tipici includono piccoli attuatori, apparecchiature antincendio, valvole di sicurezza e dispositivi di controllo delle vibrazioni, oltre a strumenti chirurgici e impianti medici. Un'applicazione potenzialmente redditizia in fase di progettazione è un attuatore SMA per la stabilizzazione delle immagini per fotocamere digitali portatili. Questi dispositivi estremamente piccoli verrebbero montati all'interno di una fotocamera e compenserebbero il tremolio della mano per garantire immagini e video stabili e ben focalizzati. Il dispositivo è in concorrenza con soluzioni software e piezoelettriche. Secondo Canale, al dispositivo manca forse un anno, ma le vendite potenziali potrebbero essere dell'ordine di centinaia di milioni all'anno.

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Idraulica ultraleggera

Cariboni, con sede a Ronco Briantino, è un'azienda familiare di 28 anni con meno di 20 dipendenti. È riconosciuta come leader mondiale nel settore dell'idraulica ultraleggera per barche a vela e da regata e annovera tra i suoi clienti i principali team dell'America's Cup e della Volvo Ocean Race.

Vincitrice del premio per l'innovazione a Fluidtrans, Cariboni ha presentato un progetto che riduce il peso di un sistema idraulico tradizionale senza compromettere le prestazioni. Gli aspetti principali includono cilindri in titanio e fibra di carbonio composita, con raccordi in titanio, per il controllo delle vele, del timone e di altre operazioni di bordo.

Tre pompe idrauliche sono realizzate in alluminio. Un'unità a pistoni assiali a 300 bar (4.400 psi) è destinata alla propulsione, mentre una seconda, a 350 bar (5.150 psi), "aziona quelli che chiamiamo sistemi a bassa pressione, come i verricelli", spiega la portavoce dell'azienda Paola Cariboni. Una pompa a pistoni rotanti ad alta pressione, a 700 bar (10.300 psi), è destinata ai cilindri che controllano le vele, lo sterzo e la movimentazione. I sensori di posizione lineare all'interno dei cilindri consentono il controllo PLC.

"È una differenza enorme sostituire l'acciaio con l'alluminio. E più alta è la pressione, più piccoli e leggeri sono tutti i componenti", nota Cariboni. "Rispetto all'idraulica industriale convenzionale, il nostro sistema pesa il 50% in meno"

Altre tecniche di riduzione del peso includono la disposizione delle pompe in un circuito decentralizzato per ridurre al minimo la lunghezza dei tubi ai cilindri; l'uso di serbatoi in plastica, fibra di vetro o fibra di carbonio, a seconda della pressione; la realizzazione di supporti, flange e collettori in alluminio o altri materiali leggeri.

L'affidabilità non può essere compromessa, sottolinea Cariboni, quindi è necessario un grande lavoro di progettazione per ridurre al minimo il peso e mantenere l'integrità strutturale e la durata dei componenti. Gli ingegneri dell'azienda sono impegnati a costruire componenti ultraleggeri e ad alte prestazioni che non compromettano l'affidabilità, sottolinea Cariboni, e nessun dettaglio è insignificante. "Grammo per grammo, si riduce di chili il peso della barca", afferma Cariboni.