La fotonica illumina l’industria: mercato da 643 miliardi. Le opportunità per le Pmi

di Marco de' Francesco ♦︎ È una tecnologia chiave per i futuri mega-mercati come IoT, sicurezza informatica, quantistica, assistenza sanitaria e produzione additiva. E diventerà sempre più integrata nei prodotti e nei servizi, perché comporta una spesa energetica relativamente bassa. Gli appuntamenti di Afil sul tema e sull’internazionalizzazione, il progetto Pimap Plus e…

Piccole e medie imprese affiliate all’Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia (Afil) che utilizzino, producano e applichino tecnologie legate alla fotonica possono cogliere l’opportunità di farsi supportare nell’internazionalizzazione, con l’apertura di canali istituzionali e contatti industriali in CinaCanadaUsa e Giappone. Il mercato dei prodotti legati alla fotonica vale 643 miliardi di euro a livello globale, e riguarda una vastissima gamma di strumentazioni: si pensi ai sistemi di taglio laser implementati sulle macchine utensili, a quelli di fusione delle polveri nell’additive manufacturing e dei metalli, agli scanner che leggono ad esempio i codici a barre, ai sistemi di guida dei velivoli, alla metrologia e ai sensori ottici. L’attività di internazionalizzazione è lo scopo del progetto “Pimap Plus: Photonics for Advance Manufacturing Partnership” finanziato nell’ambito del programma Cosme della Commissione Europea, appositamente studiato per incrementare la competitività, l’internazionalizzazione e la sostenibilità delle Pmi.

Nello specifico, il progetto è nato nel contesto della European Cluster Collaboration Platform a cui Afil appartiene e che ha, tra i propri obiettivi, quello di favorire la creazione di partnership globali per supportare la collaborazione intra-cluster e l’internazionalizzazione degli stessi e delle realtà ad essi aderenti. Ed è della partita Afil, l’associazione che, guidata dal presidente Diego Andreis porta all’attenzione della Regione le priorità della ricerca e innovazione della manifattura. Altri cluster europei coinvolti nel progetto sono Alpha-RLH (Francia), Triple Steelix (Svezia), Business Joensuu (Finlandia), Produtech (Portogallo) e a quello per l’Aerospazio della Moravia (Repubblica Ceca). Il progetto prende in considerazione le applicazioni della fotonica nell’aerospazio, nella metallurgia e nel manifatturiero avanzato, settori molto importanti del tessuto economico regionale alla luce delle molteplici trasversalità abilitanti che questa tecnologia sottende: dalle sorgenti laser che garantiscono flessibilità e precisione nella lavorazione, sino alla sensoristica e alla diagnostica.







Ma come si intende procedere per l’internazionalizzazione? Con quattro azioni che sottendono un percorso di accompagnamento fornito dal Cluster ai propri associati: dalla redazione, elaborazione e libera condivisione di studi di mercato inerenti i mercati target, per proseguire con webinar preparatori di approfondimento sino all’organizzazione di specifiche business mission nei Paesi indicati con Imprese, Università, Centri di Ricerche, Associazione e Cluster locali per favorire il networking e le attività di matchmaking e a cui i soggetti aderenti ad Afil possono partecipare. Un importante appuntamento si terrà il 25 novembre alle 17: Pimap Plus ha infatti organizzato il webinar “Choosing Canada in your international development priorities”, che affronterà le tematiche relative all’accesso del mercato del Paese nordamericano illustrandone punti di forze e criticità. Particolare focus sarà dato ai seguenti mercati: fotonica e microonde, aerospazio, manifatturiero avanzato, sistemi di produzione/macchinari e lavorazione dei metalli. La partecipazione è libera e gratuita e la registrazione è possibile attraverso questo link.

 

I prossimi appuntamenti organizzati da Afil per chi vuole creare valore con la fotonica  

1)      Il webinar “Choosing Canada in your international development priorities” il 25 Novembre 2021 (h: 17:00)

Laser fotonica. Il mercato dei prodotti legati alla fotonica vale 643 miliardi di euro a livello globale, e riguarda una vastissima gamma di strumentazioni: si pensi ai sistemi di taglio laser implementati sulle macchine utensili, a quelli di fusione delle polveri nell’additive manufacturing e dei metalli,  agli scanner che leggono ad esempio i codici a barre, ai sistemi di guida dei velivoli, alla metrologia e ai sensori ottici

Come si diceva, il primo appuntamento di rilievo si terrà il 25 novembre alle 17: si tratta del webinar “Choosing Canada in your international development priorities”. Per la registrazione, seguire questo link.

 

2)      Emaf 2021 a Porto tra il 2 e il 3 dicembre 2021 

Tramite Afil, tra il 2 e il 3 dicembre vi è la possibilità di partecipare alla “International Fair of Machines, Equipment and services for industry” a Porto, città del Nord del Portogallo, nel contesto di Emaf 2021, la fiera internazionale dei macchinari, delle attrezzature e dei servizi per l’industria, la più importante nell’area. L’agenda prevede l’incontro con i seguenti centri di ricerca Inegi e Inesc Tec. All’interno della missione è prevista per la mattina del 3 Dicembre la partecipazione al Joint Initiative Forum organizzato in collaborazione con Eit Manufacturing in cui verranno presentati i risultati del progetto Galactica – focalizzato al settore tessile e Pimap Plus.

3)      Business Mission in Usa nel gennaio e nel maggio 2022 

Stati Uniti nel mirino l’anno prossimo. Infatti, nel gennaio e nel maggio 2022 è prevista una missione di business in Usa, con la partecipazione a tre fiere: Arizona Photonics Days (Tucson, Arizona,19-21 gennaio); Photonics West 2022 (San Francisco, California, 22-27 gennaio); e Aistech (Pittsburgh, Pennsylvania,16-19 maggio 2022).

Il progetto Pimap Plus in sintesi

4)      Canada entro settembre 2022 e Giappone dal 22 al 24 giugno 2022 

È prevista una Business Mission in Canada e Giappone da organizzarsi entro Settembre 2022. In Canada è previsto un incontro con il cluster Optonique. Per il Giappone è stata individuata la fiera “Manufacturing World Japan” prevista per il 22-24 Giugno 2022.

Le attività sono aperte a tutte le imprese interessate, per maggiori informazioni: andrea.mazzoleni@afil.it

Pimap Plus: gli attori coinvolti

Il progetto Pimap Plus 

Il progetto “Pimap Plus: Photonics for Advance Manufacturing Partnership” rappresenta la seconda fase di una Partnership avviata nel 2018 dai citati cluster francesi, svedesi, finlandesi e portoghesi. Dopo la prima fase, che ha visto la stipula di due business agreement con alcune realtà del Québec e del Nord America, la partnership è stata rafforzata con il coinvolgimento di Afil e di Mac, il cluster aerospazio della Moravia.

«Nel Giugno 2021, il progetto ha organizzato un Innovation forum Europa-Cina per consentire lo scambio di best practices in merito allo stato della ricerca e alle applicazione industriali delle tecnologie legate alla fotonica negli ambiti manifatturieri. Tramite Afil, hanno partecipato in qualità di relatori il Politecnico di Milano e Blm Adige, azienda specializzata nella tecnologia di taglio tubi, sia laser che tradizionale e parte del Gruppo Blm (80 milioni di fatturato con sede a Cantù) che opera nel campo delle macchine utensili: quelle per il taglio laser, le curvatubi e le sagomatubi a controllo numerico e ad alta precisione» – afferma Andrea Mazzoleni, project manager Afil.

Il progetto “Pimap Plus: Photonics for Advance Manufacturing Partnership” rappresenta la seconda fase di una Partnership avviata nel 2018 dai citati cluster francesi, svedesi, finlandesi e portoghesi. Dopo la prima fase, che ha visto la stipula di due business agreement con alcune realtà del Québec e del Nord America, la partnership è stata rafforzata con il coinvolgimento di Afil e di Mac, il cluster aerospazio della Moravia

Perché puntare sulla fotonica

1)      Un settore trasversale

Andrea Mazzoleni, project manager AFIL

Forse non è così noto, ma la fotonica è dovunque. Ad esempio, nell’elettronica di consumo, e quindi nei telecomandi delle tv, negli scanner dei codici a barre, e nei lettori Dvd; nella difesa e nella sicurezza, e quindi nelle telecamere a infrarossi e nel telerilevamento; nell’Health, e perciò negli strumenti medici, diagnostici e soprattutto nella tecnologia oculare; nelle telecomunicazioni, per internet; nell’intrattenimento, e quindi nell’olografia e negli spettacoli laser; ma soprattutto nella manifattura, per operazioni di taglio, saldatura tramite sorgenti laser e lavorazione a luce concentrata. Questa tecnologia è un fattore-chiave per i futuri mega-mercati come l’IoT, la sicurezza informatica, le tecnologie quantistiche, l’assistenza sanitaria e la produzione additiva, tra gli altri. Si stima che la fotonica diventerà sempre più integrata nei prodotti e nei servizi, perché le soluzioni fotoniche sono più accurate, precise e veloci di quelle consuete e comportano una spesa energetica relativamente bassa. Essa è infatti indicata dalla Commissione Europea come KETKey Enabling Technologies – in quanto alimenta lo sviluppo di soluzioni innovative e favorisce miglioramenti e “salti” tecnologici.

 

2)      L’Europa ha una quota consistente di un mercato in crescita

Si diceva del valore del mercato globale dei prodotti fotonici (secondo un rapporto pubblicato dalla piattaforma tecnologica europea Photonics21 e sostenuto dai progetti NextPho21 e BestPhorm21, finanziati dall’Ue). La Cina svetta in testa con una quota pari al 29% (186 miliardi) ma il Vecchio Continente dal 2015 al 2019 è cresciuto con un tasso annuo pari al 7%, registrando una quota pari al 16% (103 miliardi). Ciò significa che l’industria fotonica europea sta crescendo rapidamente, con una velocità tre volte superiore rispetto al Pil dell’Ue (2,3 % all’anno) e cinque volte maggiore della produzione industriale globale (1,5 % all’anno). Al terzo posto troviamo invece gli Stati Uniti e il Canada (15%) e al quarto il Giappone (13%).

 

3)      Perché le aziende lombarde potrebbero essere interessate

«Le aziende della lombardia potrebbero trarre numerosi benefici applicando nei loro processi le tecnologie legate alla fotonica. Ad esempio, la Lombardia – afferma Mazzoleni –  è uno dei principali player europei, il secondo dopo Baden – Wuttemberg, per la produzione di macchine utensili: gli Oem lombardi, possono infatti implementare queste tecnologie sulle loro strumentazioni, ad esempio per abilitare innovative operazioni di taglio e saldatura tramite sorgenti laser dei materiali. Ma non solo, la fotonica è alla base anche della realizzazione dei sensori, che ugualmente possono trovare spazio nelle macchine utensili e nella metallurgia migliorando il monitoraggio dei parametri qualitativi, riducendo di conseguenza inefficienze e scarti».

Partner Pimap Plus

Aerospace, metallurgia e manifatturiero avanzato: è qui che la fotonica trova le sue principali applicazioni

1)      Aerospace

La fotonica ha un’ampia applicazione nell’aerospace: si pensi, ad esempio, ai sistemi di automazione della diagnostica satellitare e a quelli di telecomunicazione; ma anche a quelli di guida, e a tutta la sensoristica avanzata che monitora l’ambiente in cui il velivolo opera. In Lombardia il settore aerospazio è rilevante (1/3 dell’export nazionale, fonte: Lombardy Aerospace Cluster) con competenze e tecnologie che spaziano dal comparto elicotteristico a quello aeronautico e spaziale e molteplici trasversalità con il manifatturiero avanzato rappresentato dal Cluster Afil.

 

2)      La metallurgia

Laser cutting. Nella metallurgia, la fotonica trova applicazione soprattutto grazie alla sensoristica avanzata che opera in condizioni proibitive per le persone, per via delle alte temperature coinvolte

Nella metallurgia, la fotonica trova applicazione soprattutto grazie alla sensoristica avanzata che opera in condizioni proibitive per le persone, per via delle alte temperature coinvolte. Servono, ad esempio, per valutare la superficie del prodotto al fine di individuare difetti di varia natura. Altra strumentazione è utilizzata per monitorare i processi di combustione o i materiali incandescenti. Ricordiamo come la Lombardia abbia rappresentato nel 2018 circa il 39% della quota di export nazionale nel settore indicato e come contempli più della metà della produzione nazionale di acciaio (11 milioni di tonnellate all’anno, dato 2017). In questo momento, fra i Paesi presi in considerazione dal Progetto, è la Cina a fare la “parte del leone”: rappresenta circa il 45% di produzione mondiale di acciaio, che è significativamente superiore alla sua quota del 15% all’inizio del decennio. In Cina, l’industria delle costruzioni è la leva per il consumo dei prodotti siderurgici. Invece, la produzione di acciaio in Giappone sta rallentando dal 2018 a causa del calo dell’edilizia residenziale e la debole domanda coreana per la produzione di automobili. Il paese mantiene il terzo posto mondiale nella produzione di acciaio: il secondo è stato conquistato dall’India.

 

3)      Il manifatturiero avanzato

Diversi sono gli ambiti tecnologici in cui la fotonica acquista rilevanza in ambito manifatturiero, settore trasversale per eccellenza ai diversi ambiti produttivi come appunto l’aerospazio e la metallurgia ma anche l’elettronica, l’automotive e l’alimentare, solo per citarne alcuni

Diversi sono gli ambiti tecnologici in cui la fotonica acquista rilevanza in ambito manifatturiero, settore trasversale per eccellenza ai diversi ambiti produttivi come appunto l’aerospazio e la metallurgia ma anche l’elettronica, l’automotive e l’alimentare, solo per citarne alcuni. Il primo esempio riguarda le sorgenti laser: esse forano, tagliano, saldano, stampano e strutturano molti materiali diversi, senza cambi di utensili e senza usura. Sono strumenti che sembrano fatti apposta per venire incontro ad importanti trend diffusi nella manifattura, come la flessibilità produttiva. Inoltre, sono sempre più utilizzati nell’additive manufacturing, con tecniche diverse: ad esempio la Selective Laser Melting (Slm) e la Laser Metal Deposition (Lmd). Con la prima, si realizzano componenti a partire da un letto di polveri metalliche fuse per mezzo di un laser ad alta potenza (dai 100 ai 1 500 W) e con un fascio concentrato (di diametro di circa 100 µm). Con la seconda invece, il procedimento cambia radicalmente. Non c’è un “letto”, ma l’energia termica del laser viene utilizzata per fondere la polvere che viene irrorata sul punto focale del raggio di luce. Va peraltro ricordato che la comunità lombarda sull’additive manufacturing di Afil si sta rinnovando attorno a nuovi temi e punta ad aggregare il maggior numero di aziende interessate a questa tecnologia. I pionieri dell’additive manufacturing lombardo sono da anni riuniti in Afil. Da qualche mese, il gruppo di lavoro si è dato più vaste ambizioni, costituendosi in una delle diverse Strategic Community di Afil.

Queste sono, per dirla con Andreis, «i motori della progettualità dell’associazione». Servono a individuare le esigenze delle aziende di settore, per consentire alla Regione di sviluppare una programmazione di medio e lungo termine. E anche, soprattutto, a concepire ed implementare in ottica di filiera le iniziative di ricerca e innovazione necessarie ad innovare il manifatturiero regionale, sfruttando tutte le opportunità di finanziamento offerte dallo scacchiere regionale, ma anche nazionale ed europeo. Altri strumenti in rapida diffusione nell’industria sono i laser scanner, strumenti in grado di misurare ad altissima velocità la posizione di centinaia di migliaia di punti, i quali definiscono la superficie degli oggetti circostanti. Si pensi poi ai codici applicati dal laser al metallo e ad altri materiali: trasportano le informazioni di controllo ai rispettivi centri di lavoro e robot e ai sensori ottici, che potrebbero migliorare notevolmente il monitoraggio dei processi qualitativi contribuendo a ridurre le difettosità e le inefficienze.














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