Progetti di ricerca e innovazione tecnologica

  • PTSM (Twin Screw Mixing): nuovo processo di preparazione delle mescole
  • Next MIRS™ : sistema robotizzato integrato modulare per la produzione di pneumatici
  • CCM (Continuous Compound Mixing): processo di produzione di mescole

In particolare, nel contesto dell’accordo quadro per la realizzazione del Polo di Settimo Torinese per la produzione di pneumatici “verdi”, Pirelli Tyre e il Politecnico di Torino hanno proseguito i progetti comuni di ricerca e innovazione tecnologica dedicati non solo alla minimizzazione dell’impatto del nuovo sito industriale ma soprattutto all’ulteriore innovazione dei processi e dei prodotti più avanzati della ricerca Pirelli Tyre.

In aggiunta ai processi PTSM e Next Mirs, installati nel Nuovo Polo, nel seguito è presentato anche il processo CCM.

il processo ptsm Il PTSM (Twin Screw Mixing) è il nuovo processo di preparazione delle mescole, frutto della combinazione delle tecnologie di mixing tradizionali a batch con quella in continuo CCM; è caratterizzato da elevati livelli di qualità, affidabilità ed efficienza, ed è stato sviluppato in modo specifico per la produzione delle mescole dei nuovi pneumatici green di Pirelli.

La tecnologia permette di ottenere significativi vantaggi nell’uniformità dei composti, nella riduzione della dispersione di ingredienti e nella riduzione del 30% dei consumi energetici rispetto alle tecniche tradizionali. Grazie al processo PTSM è stata ottimizzata la reazione di silanizzazione delle mescole a base silice (pneumatici verdi): ciò ha permesso di ottenere su pneumatico una significativa riduzione della resistenza al rotolamento, che si traduce direttamente in un risparmio di carburante del veicolo.

La tecnologia TSM ottimizza l’efficienza produttiva, garantendo incrementi di almeno il 300% rispetto alla precedente in continuo CCM. Nella realizzazione del progetto PTSM è stata anche prestata particolare attenzione alla definizione dei layout, per contenere in modo significativo le dimensioni finali degli impianti e ridurne l’impatto industriale.

il processo next mirs™

MIRS™ è un sistema robotizzato integrato modulare per la produzione di pneumatici, caratterizzato da un alto grado di flessibilità e realizzato mediante un’ottimizzazione della modularità e della logistica. I pneumatici sono costruiti intorno a un tamburo riscaldato, specifico per ogni particolare modello, che viene fatto ruotare con continuità da robot sotto un dispositivo di estrusione che distribuisce la gomma sulla superficie. I movimenti di rotazione del tamburo e di alimentazione sono coordinati in modo da fornire un dosaggio di materiale idoneo per lo specifico modello.

Rispetto agli impianti tradizionali di grandi dimensioni, caratterizzati da altissimi ritmi produttivi e pensati per clienti dislocati in differenti posizioni geografiche, queste isole di dimensioni ridotte, flessibili e facilmente adattabili alla produzione di nuovi modelli con tempi di approntamento minimi, costituiscono un miglioramento tecnologico e al tempo stesso di massima efficienza logistica, perché facilmente collocabili in prossimità del processo manifatturiero da servire. La robotizzazione del ciclo consente un’altissima qualità di prodotto, in virtù di una distribuzione geometrica delle fibre di gomma che risulta costante per ciascun modello.
Il Next MIRS rappresenta il radicale salto tecnologico nel processo di fabbricazione degli pneumatici successivo al MIRS: ne ampia lo spettro di flessibilità a linee differenti, caratterizzate da famiglie di materiali diverse e consente la realizzazione di prodotti destinati agli impieghi più estremi in termini di requisiti di performance: supercar stradali e racing.
Il relativo contributo in termini di ecocompatibilità si sviluppa su tre filoni principali.

  1. Il processo di vulcanizzazione
    Nell’ambito del progetto Next Mirs, Pirelli ha sviluppato un nuovo concetto che consente di ottenere un più omogeneo grado di vulcanizzazione tra le diverse parti del pneumatico. Ciò consente di aumentare l’efficienza di produzione del vulcanizzatore fino al 30%, con conseguente:
    • riduzione proporzionale del numero di vulcanizzatori e stampi, quindi una diminuzione della CO2 emessa per la loro realizzazione;
    • considerevole riduzione dell’energia impiegata, soprattutto quella che veniva dispersa dai vulcanizzatori e dagli impianti termici ad essi asserviti.
  2. Il processo di estrusione
    Rispetto al progetto Mirs, il processo Next Mirs ha adottato un nuovo sistema di estrusione “fredda”, cioè a bassa temperatura, con conseguente riduzione dell’energia assorbita. Inoltre è stata migliorata l’efficienza delle viti degli estrusori. Il tutto si traduce anche in un miglioramento delle performance del prodotto, soprattutto in termini di mantenimento durante l’impiego delle caratteristiche originarie delle mescole.
  3. Il prodotto Next Mirs
    Grazie alle tecnologie Next Mirs si riescono a realizzare semilavorati più complessi e più precisi in termini di peso. Per l’effetto combinato di queste due peculiarità, si potrà ridurre significativamente il peso delle specifiche prodotte con questo processo (circa -4/5%); pertanto, oltre a un’equivalente riduzione dell’impiego di materie prime, si otterrà anche una contrazione significativa del baseload di rolling resistance del prodotto all’impiego.

Il Next Mirs, grazie all’alto grado di flessibilità, all’ottimizzazione della modularità e della logistica, rappresenta a tutti gli effetti “un incubatore di tecnologie di processo”. Alcune saranno in futuro applicabili alla normale produzione Pirelli, con conseguente miglioramento della green performance dei processi produttivi.
Nel 2011 verranno effettuate prove di estensione del processo di vulcanizzazione del Next Mirs ai processi tradizionali, al fine di valutare i benefici ottenibili in termini sia di prodotto e processo, sia in termini ambientali.

il processo ccm

In aggiunta a quanto sviluppato e introdotto nel Polo Tecnologico, risulta particolarmente significativo il processo di produzione di mescole denominato CCM (Continuous Compound Mixing). Esso consiste in un sistema di distribuzione pneumatico, interamente governato via computer, che permette di trasportare gli ingredienti dai silos di stoccaggio agli estrusori bivite che lavorano in continuo.

Questo tipo di tecnologia è stata studiata per gestire la complessità derivante dalle decine di ingredienti necessari alla produzione della mescola, e permette di migliorare la qualità della stessa (oltre a quella, dunque, del prodotto finito). Attraverso uno specifico sistema di captazione e riciclo del materiale solido, ha permesso di ridurre i livelli di polverosità dei reparti produttivi a valori estremamente bassi.

Inoltre, in termini energetici, il processo CCM consente di ottenere una riduzione di circa il 20% del consumo per unità di prodotto.