La stampa 3D nell’industria automobilistica

Il progresso della tecnologia dell’informazione ha aperto molte nuove possibilità nel campo della produzione. Ciò che molte persone non capiscono, tuttavia, è che la produzione additiva potrebbe essere la chiave per la produzione di massa di parti di automobili.

Umili origini

La stampa 3D è stata inizialmente considerata dai produttori come una curiosità interessante, utile per una progettazione rapida, ma sicuramente non un metodo di produzione alternativo. Fin dall’inizio della sua esistenza, questa tecnologia è stata gravata da molti problemi diversi e il suo sviluppo è stato lento e costoso con risultati piuttosto scarsi.

L’essenza della produzione additiva

Molte industrie e aziende hanno visto del potenziale in questa tecnologia. Si basa sulla produzione additiva, che è il suo innegabile vantaggio.

Ciò significa essenzialmente che durante la produzione non viene generato alcuno o solo uno scarto minimo dalla materia prima.

Nella cosidetta produzione classica, molto materiale viene sprecato durante il tornio o la lavorazione, che in molti casi non può essere riutilizzato.

Poiché molti attori del mercato hanno espresso interesse per questo metodo, è stato possibile svilupparlo continuamente. Grazie ai sistemi attuali, la produzione procede molto più velocemente, pur essendo più accurata e di qualità superiore.

La strada per l’industria automobilistica

Man mano che le stampanti 3D diventano più economiche, veloci e precise, sempre più industrie stanno trovando applicazioni per il loro utilizzo. Era quindi solo una questione di tempo prima che questa tecnologia si facesse strada nell’industria automobilistica.

Negli ultimi decenni, i produttori del settore automobilistico hanno iniziato a utilizzare la stampa 3D per creare prototipi di auto per verificarne la forma e la razionalizzazione. La prima tecnologia di costruzione dei componenti è stata la sinterizzazione laser selettiva o la sabbiatura del legante. Ciò ha consentito alle case automobilistiche di creare parti esteticamente gradevoli, ma erano instabili e non avevano una lunga durata.

Fasi della produzione additiva nell’industria automobilistica

Concetto:

I modelli stampati in 3D sono altamente dettagliati e accurati, e vengono spesso utilizzati nell’industria automobilistica per dimostrare nuovi progetti e concetti di veicoli. Il motivo è semplice: l’utilizzo dei soli modelli CAD non è abbastanza efficiente per identificare potenziali problemi di progettazione. Tali modelli vengono utilizzati anche per i test aerodinamici di nuove auto.

Convalida del prototipo:

Come in molti altri settori, nell’industria automobilistica la prototipazione è una parte molto importante del processo produttivo. La stampa 3D consente di creare rapidamente prototipi nella fase di pre-produzione. L’uso attuale della produzione additiva è uno dei modi più diffusi per convalidare un prototipo: da una piccola parte stampata rapidamente a una parte a grandezza naturale altamente dettagliata adatta per la verifica e il test delle prestazioni.

Campionamento e attrezzature pre-produzione:

Gli specialisti della stampa 3D vedono questa applicazione come la più promettente. La stampa 3D può essere utilizzata per produrre rapidamente stampi e strumenti di termoformatura, maniglie e fissaggi. Ciò consente alle case automobilistiche di produrre modelli e attrezzature a basso costo ed eliminare future perdite di produzione investendo in costose attrezzature.

Parti personalizzate:

La produzione additiva viene utilizzata dalle case automobilistiche per adattare parti di automobili a veicoli specifici (rendendole uniche e leggere) e persino per adattarle a guidatori o copiloti specifici (sedili per auto da corsa, ad esempio). Ciò è particolarmente utile quando il costo di tali parti personalizzate è giustificato da un significativo miglioramento delle prestazioni del veicolo/conducente.

Vantaggi della stampa 3D

Le soluzioni di stampa per l’industria automobilistica offrono vantaggi che possono essere facilmente visti dalle caratteristiche di usabilità. Come accennato in precedenza, la stampa 3D può ora sostituire la costosa e dispendiosa produzione CNC.

Le parti in plastica stampate in 3D sono più economiche e i tempi di produzione sono più brevi. Questo a sua volta significa minori costi di produzione, specialmente per carrozzerie complesse.

La stampa 3D interna di prototipi può anche proteggere dalla violazione della proprietà intellettuale (IP) o dalla fuga di informazioni poiché tutto è prodotto internamente.

La prototipazione 3D può ridurre significativamente i tempi di consegna in tutte le fasi della produzione, consentendo una maggiore flessibilità. A differenza dei metodi tradizionali di progettazione di veicoli (sia automobili che camion) che utilizzano molti materiali diversi, la stampa 3D utilizza meno materiali e non genera rifiuti, il che è vantaggioso in tutte le fasi della produzione.

La progettazione assistita da stampante 3D nel settore automobilistico consente ai progettisti di testare più versioni dello stesso dettaglio e iterazioni durante la fase di sviluppo di nuovi modelli.

Una maggiore flessibilità è associata a una progettazione più efficiente e a una pianificazione più efficiente durante tutto il processo di valutazione del modello. Questo, a sua volta, aiuta le case automobilistiche a soddisfare le esigenze del mercato.

Software

La stampa 3D consente una progettazione, prototipazione, test e produzione di modelli di auto più efficienti utilizzando il software di stampa 3D industriale. Questo software consente ai progettisti di creare progetti stampabili, che è un elemento chiave dell’intero processo di stampa 3D.

Per utilizzare tutte le possibilità di una stampante 3D, si deve disporre di software di controllo ed editor appropriati che le consentano di eseguire compiti specifici. Tutto il software deve essere conforme a determinati standard, ovvero supportare vari formati di input.

Il software per stampanti 3D in genere utilizza:

• Linguaggio STL (le superfici del set di modelli sono descritte da triangoli)
• Linguaggio X3D (il conteggio parte dal profilo impostato in base allo standard XML)
• Standard VRML (basato su triangoli senza punti comuni)

Il software più comune sul mercato:

• Netfabb, Progetto Dreamcatcher (Autodesk)
• Materializzare
• Stratasys
• SolidWorks (Dassault Systems)
• SolidEdge, NX (Siemens)
• Creo (PTC)

Fonti:

• https://cprimestudios.com/blog/how-3d-printing-used-automotive-industry
• https://pixabay.com/photos/industry-technology-machine-3d-3225119/
• https://pixabay.com/photos/engine-piston-machine-close-up-2154575/
• https://pixabay.com/photos/printer-technology-3d-printer-4348150/