La tomografia computerizzata industriale (CT) è diventata uno strumento fondamentale per il controllo qualità e i processi produttivi in diversi settori.
Il mercato della CT industriale registra una forte crescita grazie alle innovazioni tecnologiche e alla crescente integrazione della manifattura additiva. Questo articolo fornisce una panoramica delle tendenze attuali e delle prospettive future di questa tecnologia: analisi di mercato, previsioni di crescita e impatto dei progressi tecnologici. Sono evidenziati i vantaggi della CT nel controllo qualità e il ruolo di innovazioni specifiche (strumenti e servizi) volte a migliorare la qualità del prodotto e ottimizzare i processi produttivi.
L’articolo offre una visione compatta dell’importanza e del potenziale futuro della CT industriale, concentrandosi sugli aspetti essenziali.
Indice
Mercato attuale e previsione di sviluppo della CT industriale
Il mercato mondiale della CT industriale registra una crescita significativa. Per gli anni 2022-2024 le stime variano tra 502 e 645,3 milioni USD. Le previsioni indicano un valore compreso tra 773,45 e 1.116,5 milioni USD nel 2029-2030. Il tasso medio di crescita annuo (CAGR) è pari a circa il 7,4 %–9,03 % (Grand View Research, Inc., 2023; Mordor Intelligence, 2024).
L’uso crescente di tecniche di manifattura additiva in settori come automotive, aerospaziale, difesa ed elettronica alimenta questo sviluppo. La manifattura additiva, nota anche come stampa 3D, consente la produzione di design e strutture complesse difficilmente realizzabili con metodi tradizionali. Gli scanner CT industriali verificano resistenza e proprietà di tali strutture senza danneggiare il prodotto (Grand View Research, Inc., 2023).
Vantaggi della CT industriale
Tra i vantaggi figura il controllo non distruttivo dei componenti. Esistono numerosi sistemi CT che consentono la digitalizzazione ad alta risoluzione di campioni microscopici (fascia nm) fino a componenti e sistemi completi delle dimensioni di un veicolo. Con software di valutazione dedicato è possibile eseguire ispezioni quali analisi di porosità, rilevamento di difetti e analisi di montaggio. La CT è utile in sviluppo e gestione della qualità per:
- uno sviluppo prodotto più rapido,
- una qualità del prodotto superiore,
- un minor rischio di richiami,
- una minor quota di scarti in lotti bloccati.
Offerta di mercato
Il mercato è diviso in due segmenti: strumenti e servizi. Nel 2022 il segmento strumenti dominava con il 51,8 % del fatturato e si prevede che cresca al 7,1 % CAGR (Grand View Research, Inc., 2023). Importanti motori di innovazione sono sviluppi software CT come ZEISS Automated Defect Detection, che utilizza l’IA per l’analisi automatizzata dei difetti (Carl Zeiss Industrial Metrology, LLC., n.d.). Il segmento servizi, con un CAGR atteso più alto (7,7 %), comprende ispezione, supporto, manutenzione e consulenza. Data l’intensità di capitale dei sistemi CT, le aziende esternalizzano sempre più tali servizi a terzi (Grand View Research, Inc., 2023).
Innovazioni nella CT industriale
Innovazione di servizio
Microvista GmbH ha sviluppato, in collaborazione con l’EZRT del Fraunhofer IIS, un sistema CT flessibile e mobile. Si integra facilmente nei processi produttivi ed è offerto a noleggio per il controllo non distruttivo nelle fasi di maggior carico. Il processo di ispezione è completamente automatizzato (scansione, ricostruzione, valutazione) ed è fornito con software di valutazione personalizzato. Questo approccio consente feedback rapido sulla qualità direttamente in produzione, riducendo costi e logistica. Grazie alla valutazione automatizzata assistita da IA, il sistema è ideale per controlli di serie e accompagnamento della produzione (Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, 2023; Microvista GmbH, n.d.-b).
© Microvista GmbH
Innovazioni di strumento
Nel 2018 il Fraunhofer-Institut ha messo in funzione il primo sistema CT robotizzato presso il costruttore automobilistico BMW. Si tratta di un progresso significativo nella CT industriale, con il potenziale di cambiare il modo in cui si analizzano componenti complessi nell’industria automobilistica (Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, 2018). Con questa tecnologia, impiegata nell’impianto pilota del centro di ricerca e innovazione BMW, quattro robot acquisiscono diverse migliaia di immagini di sezione di un prototipo a livello micrometrico. Ciò consente un’analisi 3D precisa senza smontaggio del veicolo (Beutnagel, 2018).
Innovazione combinata di strumento e servizio
Nei sistemi At-Line o In-Line presso OEM o fornitori possono sorgere colli di bottiglia di valutazione per carenza di personale o risparmio sui costi, oppure per sfide di analisi che il software standard non copre. Fornitori come Microvista GmbH possono allora offrire una valutazione automatizzata personalizzata tramite cloud (Microvista GmbH, n.d.-a).
Tecniche di scansione
La CT a fascio piano e quella a fascio conico dominano il mercato. Il segmento a fascio piano deteneva il 44,1 % di quota nel 2022 e si prevede che raggiunga un CAGR del 7,3 %. Per la CT a fascio conico è atteso un CAGR più alto (7,9 %). Adatta alla scansione di componenti elettronici e getti di medie dimensioni, offre tempi di scansione più brevi (Grand View Research, Inc., 2023).
La laminografia computerizzata è particolarmente adatta a componenti piatti, ad es. circuiti stampati, pale di rotore per elicotteri ed eoliche o compositi fibrosi planari. Data la crescente dimensione dei componenti, la transizione alle energie rinnovabili e la crescente domanda di elettronica, la laminografia computerizzata avrà un ruolo importante accanto alla CT industriale (Maisl et al., 2010).
Evoluzione per area di applicazione
Il segmento rilevamento e ispezione difetti (25,0 % di quota nel 2022) avrà il CAGR più elevato, pari all’8,6 %. Il segmento analisi di montaggio, sempre più usato in automotive, aerospaziale ed elettronica, prevede un CAGR del 7,2 % (Grand View Research, Inc., 2023).
Evoluzione per settore
Domanda nell’automotive
L’industria automobilistica ha dominato nel 2022 con il 26,6 % di quota. Atteso un CAGR del 7,8 % entro il 2030. I sistemi CT sono impiegati in diverse fasi del processo produttivo (Grand View Research, Inc., 2023).
Domanda nell’elettronica
Si prevede che il segmento elettronica registri il CAGR più rapido (8,5 %), poiché la scansione CT è sempre più utilizzata per l’analisi di parti interne (Grand View Research, Inc., 2023).
Domanda nell’aerospaziale
Nell’aerospaziale la crescente domanda di valutazioni precise di parti complesse ad alte temperature ha spinto il mercato CT. La CT è utilizzata per tubi saldati, getti in alluminio e palette di turbina, contribuendo alla crescita del mercato (Grand View Research, Inc., 2023).
Differenze regionali di mercato
L’Asia-Pacifico ha dominato il mercato nel 2022 con il 33,6 % e registrerà la crescita più rapida (8,2 %). Il Nord America prevede un CAGR significativo del 7,6 %. In Europa normative di sicurezza severe e manutenzione preventiva degli impianti industriali favoriscono la crescita, soprattutto nell’automotive e nell’aerospaziale (Grand View Research, Inc., 2023; Mordor Intelligence, 2024).
Sintesi
La CT industriale sta diventando uno strumento imprescindibile in diversi settori, sospinta dai progressi tecnologici e da una domanda crescente di rilevamento difetti e controllo qualità affidabili. Le innovazioni affrontano queste sfide con maggior varietà di modalità di scansione, sistemi più rapidi e flessibili e modelli di servizio adeguati. Con l’ulteriore sviluppo della manifattura additiva e la crescente esigenza di metodi di ispezione precisi, ci si attende che il mercato della CT industriale continui a crescere fortemente.
Riferimenti
Beutnagel, W. (2018, 19 luglio). BMW nutzt Computertomographie zur Fahrzeuganalyse. Automotiveit.eu. https://www.automotiveit.eu/technology/bmw-nutzt-computertomographie-zur-fahrzeuganalyse-154.html
Carl Zeiss Industrial Metrology, LLC. (n.d.). ZADD: AI-defect detection for CT inspection. Zeiss.com. Consultato il 3 aprile 2024 da https://www.zeiss.com/metrology/products/software/zadd.html
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. (2018, 31 luglio). Fraunhofer EZRT nimmt erstes roboterbasiertes CT-System beim Automobilhersteller BMW in Betrieb. https://www.iis.fraunhofer.de/de/pr/2018/20180731_EZRT_RoboCT.html
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. (2023). Flexibles mobiles CT-System. https://www.iis.fraunhofer.de/de/ff/zfp/projekte/flexibles-mobiles-ct-system.html#1
Grand View Research, Inc. (2023, giugno). Industrial Computed Tomography Market Size Report, 2030. Grandviewresearch.com. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/industrial-computed-tomography-market
Maisl, M., Schorr, C., Porsch, F., & Haßler, U. (2010). Computerlaminographie, Grundlagen und technische Umsetzung. https://www.ndt.net/article/ctc2010/papers/261.pdf
Microvista GmbH. (n.d.-a). CT-Datenauswertung | Microvista. Consultato il 3 aprile 2024 da /industrielle-computertomographie/dienstleistungen/ct-datenauswertung
Microvista GmbH. (n.d.-b). Mobiles CT – SCANEXPRESS. Consultato il 3 aprile 2024 da https://www.mobile-ct.eu
Mordor Intelligence. (2024). Industrial CT Scanning Market. https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/industrial-computed-tomography-market