Negli ultimi anni il binomio Automotive e Stampa 3D ha delineato un panorama di intervento e di innovazione tecnologica che sta ridisegnando il concetto di viabilità su 2 e 4 ruote.
L’asticella del possibile si alza ogni giorno di più e nuovi processi di produzione, come la Prototipazione Rapida e la Rapid Manufacturing, si confermano il passaggio obbligato verso la nuova Industria Digitale. Dalla produzione in serie delle grandi case automobilistiche, passando per i nomi del settore Lusso fino alla Motorbike e alla Formula 1: sono sempre di più le aziende che hanno scelto di investire nell’Additive Manufacturing attraverso la creazione di “Competence Center” interni che sondino le infinite applicabilità di queste nuove tecnologie.
In che modo il settore Automotive trae vantaggio dalla Prototipazione Rapida?
In un settore in cui la concorrenza scardina gli equilibri produttivi rincorrendo tempi di produzione sempre più brevi, costi sempre minori e un impatto ambientale sempre più contenuto, vediamo insieme 6 modi in cui la Prototipazione Rapida e la Rapid Manufacturing vengono impiegate nel settore Automotive.
1. Design Generativo e Integrazione Funzionale: l’esempio di Ferrari
Questi due termini apparentemente complessi descrivono una delle peculiarità più importanti della stampa 3D: poter creare forme estremamente complesse in un unico solido unitario.
Immaginate infatti di dover progettare un qualsiasi componente di un nuovo motore e doverlo adattare non solo alle parti circostanti, ma disegnarlo in modo tale da poter assolvere al meglio la propria funzione. Nel campo dell’innovazione, questo si traduce spesso nella necessità di una forma non presente in natura, ma che il computer, in fase di progettazione, può convertire in un modello digitale pronto ad essere stampato in un unico pezzo, cioè privo dell’integrazione di più parti che sarebbero state necessarie con metodi tradizionali (pensiamo ad esempio ad elementi saldati insieme). Lo sa bene Ferrari, che per le proprie monoposto ha realizzato dei pistoni in lega d’acciaio con una struttura a nido d’ape progettabile, per complessità, solo attraverso tali espedienti.
Gli ingegneri hanno riscontrato, a parità di peso, una maggiore resistenza alla deformazione, alla temperatura e alla pressione e, ovviamente, una riduzione dei costi di assemblaggio.
2. Carrozzerie, scocche, telai, motoristica, fanaleria, cerchioni…
Le stampanti 3D di ultima generazione sono in grado di impiegare praticamente ogni tipo di materiale e consegnare un prodotto pronto sia per i test tecnico/strutturali sia per quelli di mercato. Polveri metalliche (acciai, rame, superleghe), materiali termoplastici o materiali gommosi annettono alle proprietà di cui godono quelle di un metodo, la fabbricazione additiva per l’appunto, che presenta vantaggi insiti nelle modalità di produzione: pezzi costruiti da diversi strati di materiale sono in grado di assorbire molto più efficacemente gli urti e resistere meglio agli incidenti. Audi, ad esempio, ricorre alla stampa 3D per la fanaleria posteriore delle sue vetture, con una riduzione dei tempi di produzione fino al 50 percento.
3. Customizzazioni e componentistica “on demand”
Non più riservata esclusivamente alla porzione di mercato più facoltosa, l’esperienza del Bespoke Service va incontrando sempre più le richieste della produzione in serie. Dalle componenti tecniche della ciclistica e del motore, passando per l’aerodinamicità e la struttura delle carene, fino agli accessori e alle rifiniture: le applicazioni nel settore sono pressoché illimitate e tutte da scoprire.
4. Moto superleggere
È risaputo: si va verso l’elettrico! Meno scontate sono forse le implicazioni a livello progettuale: nuovi sistemi di trasmissione, nuova gestione del calore, nuova gestione della riduzione del peso complessivo e nuovi regimi di sicurezza, prestazione e comfort. Nasce così in Germania il primo prototipo elettrico al mondo di moto superleggera capace di bypassare le limitazioni imposte della produzione tradizionale proprio grazie all’Additive Manufacturing. Un modello unico per estetica e prestazioni, dotato di una componentistica che non solo sfrutta al massimo le proprietà fisiche dei materiali, ma consente di ottenere risultati di resistenza meccanica pari ai metodi tradizionali, con un peso complessivo ridotto e quindi un minor dispendio energetico.
5. Reverse Engineering: il pezzo mancante direttamente a casa
Quanti desiderano quel particolare modello di auto, ormai fuori produzione, impossibile da trovare se non per cifre astronomiche? E persino quando lo si trova, mancano proprio quei pezzi che sanciscono la riconoscibilità del modello. Attraverso la stampa 3D è possibile ricreare fedelmente il ricambio desiderato a costi decisamente inferiori all’originale, spesso non più reperibile.
Può sembrare fantascientifico, ma è quello su cui ha deciso di investire un progetto televisivo tedesco in collaborazione con alcuni centri di ricerca: realizzare un database di modelli di auto d’epoca in 3D, in modo da poter riprodurre componentistica ad hoc.
6. Una macchina interamente stampata in 3D? È già realtà!
Costituita da solo 49 componenti, si può stampare e assemblare in 48 ore. Spinta da un motore elettrico che conferisce una velocità massima di 65 km, è dotata di una carrozzeria in materiale plastico rinforzato al carbonio che la rende un’auto piccola, agile, leggera e pensata per le grandi città.