Esempi di stampa 3D nell’industria automobilistica

L’industria automobilisticasi trova ad affrontare richieste su tutti i fronti: la domanda di veicoli più nuovi e più performanti, nonché la necessità di ottimizzare la produzione e snellire le catene di approvvigionamento e la logistica. Una tecnologia che sta aiutando ad affrontare queste sfide è la stampa 3D.

La stampa 3D è sempre più esplorata in tutti i settori della produzione automobilistica. Oltre al suo ampio utilizzo per la prototipazione rapida, la tecnologia viene utilizzata anche per produrre utensili e, in alcuni casi, parti finali. 

I sedili personalizzati stampati in 3D

Si è recentemente introdotto un nuovo concetto di sedili per auto sportive che sfrutta la stampa 3D e il design a traliccio.

Le nuove sedute sono caratterizzate da sezioni centrali di seduta e schienale stampate in poliuretano stampate in 3D, personalizzabili con tre livelli di rigidità: rigido, medio e morbido.

Per i sedili personalizzati, si è preso spunto dal settore motorsport , dove l’allestimento personalizzato dei sedili specifico per il guidatore è una norma.

Si prevede di stampare in 3D prototipi di sedili da utilizzare sulle piste europee, con il feedback dei clienti utilizzato per sviluppare i modelli finali omologati per la strada.

In futuro, si vuole espandere la personalizzazione dei sedili oltre la rigidità e il colore, personalizzando il sedile in base al profilo specifico della carrozzeria del cliente. La stampa 3D rimane attualmente l’unica tecnologia in grado di consentire questo livello di personalizzazione.

3D per staffe automobilistiche

Le staffe sono parti piccole e piuttosto banali, che erano difficili da ottimizzare in passato, quando gli ingegneri erano vincolati dai metodi di produzione tradizionali. Oggi, gli ingegneri possono progettare staffe ottimizzate e dare vita a questi progetti con l’aiuto della stampa 3D.

Il risparmio sui costi, la produzione più rapida e l’ottimizzazione del design sono in genere i motivi principali per utilizzare la produzione additiva per le staffe.

Gli Ingegneri sono in grado di incorporare alcune caratteristiche davvero interessanti nelle parti, tra cui il marchio stampato in 3D e un codice QR, insieme a numeri per identificare la parte specifica e unica.

L’aggiunta di queste caratteristiche durante il processo di produzione è qualcosa che può essere ottenuto solo con la produzione digitale, poiché nessun metodo sottrattivo potrebbe mai competere in termini di costi e tempi di produzione.

Stampa in 3D parti ad alte prestazioni

I test di progettazione virtuale sono una parte fondamentale del processo di progettazione del veicolo ad alte prestazioni. Utilizzando test virtuali, sono stati analizzati più di 500 progetti 3D di raffreddamento e aerodinamica per consentire di raggiungere gli obiettivi di carico aerodinamico, frenata e raffreddamento.

Oltre a utilizzare prototipi stampati in 3D per la convalida del progetto e i test funzionali,le auto sono dotate anche di componenti frenanti strutturali stampati in 3D. 

La produzione additiva continuerà ad essere sempre più radicata nella parte quotidiana di produzione invece di essere un’eccezione alla norma, sarà molto più accettata per il modo in cui viene fatta.

Strumenti di produzione stampati in 3D

Si utilizza le stampanti 3D per creare maschere e fissaggi per la sua catena di montaggio;mentre la prototipazione rimane l’applicazione principale della stampa 3D all’interno dell’industria automobilistica, l’utilizzo della tecnologia per gli utensili sta rapidamente prendendo piede.

Si è iniziato a sperimentareLe stampanti 3D per la produzione di attrezzature per l’utensileria presso gli stabilimenti e, dopo il successo dei progetti pilota,  sono state convertite la produzioni di utensili quasi interamente alla stampa 3D.

L’utilizzo della tecnologia per questa applicazione comporta una serie di vantaggi.

La produzione interna degli utensili riduce i costi di produzione degli utensili per la casa automobilistica del 90% e riduce i tempi di consegna da settimane a pochi giorni. Per fare un esempio, uno strumento come un badge per portellone richiederebbe 35 giorni per essere sviluppato utilizzando la produzione tradizionale e costerebbe fino a 400 euro. Con la stampa 3D lo stesso strumento può essere prodotto in quattro giorni al costo di soli 10 euro.

Si calcola che l’utilizzo della stampa 3D per gli utensili abbia fatto risparmiare notevoli capitali , migliorando al contempo l’ergonomia, la produttività e la soddisfazione dell’operatore.

Quando si tratta di ausili per la produzione, la stampa 3D sta crescendo rapidamente come alternativa a modi più consolidati di produrre strumenti. Tra qualche anno, probabilmente vedremo più OEM del settore automobilistico passare agli utensili stampati in 3D per migliorare l’efficienza della loro produzione e le prestazioni dei loro strumenti.

Dadi 3D che salvano le ruote delle auto dai ladri

Come impedire ai ladri di rubare le ruote delle auto? Si sta rispondendo a questa domanda con un programma in Europa per stampare in 3D dadi ad alette di bloccaggio personalizzati per auto più resistenti ai furti.

Normalmente, le auto hanno un singolo dado ad alette di bloccaggio per ruota per impedirne la rimozione senza la chiave speciale attaccata alla chiave ad alette. Ma questi possono essere sconfitti, quindi si sta stampando in 3D modelli per le serrature che non possono essere clonati così facilmente.

Utilizzando le stampanti 3D , si creano serrature utilizzando un modello personalizzato per ogni cliente. Utilizzando un modello di onde sonore da una semplice frase, è possibile creare un modello completamente unico che fornisce un ulteriore livello di sicurezza in modo simile al riconoscimento delle impronte digitali.

Una volta progettate, la serratura e la chiave vengono stampate in 3D come un’unica parte in acciaio inossidabile. Dopo aver tagliato i due, hanno bisogno solo di un po’ di lucidatura per funzionare.

Il vantaggio di queste serrature è che sono praticamente impossibili da clonare. Con nervature distanziate in modo non uniforme all’interno del dado e rientranze che si allargano man mano che vanno in profondità, è impossibile per i ladri fare un’impronta di cera di queste ciocche senza rompere la cera.

Rendere le ruote più sicure e offrire una maggiore personalizzazione del prodotto sono un’ulteriore prova che la stampa 3D è un punto di svolta per la produzione automobilistica.

Maggiore personalizzazione con la stampa 3D

Con la crescente domanda di prodotti personalizzati ed esperienze personalizzate, le case automobilistiche offrono sempre più ai propri clienti la possibilità di personalizzare i propri veicoli.

I clienti delle case automobilistiche possono progettare e ordinare pannelli personalizzati stampati in 3D per i paraurti anteriore e posteriore, con una scelta di modelli di base in colori diversi.

Le parti personalizzate sono stampate con un materiale termoplastico durevole e resistente ai raggi UV, utilizzando le stampanti 3D. La capacità di produrre progetti personalizzati e una tantum in modo rapido ed economico è stato uno dei motivi principali per scegliere la stampa 3D rispetto ai processi tradizionali.

In Europa, si sta ora implementando la tecnologia a metallo con un occhio di riguardo alle parti personalizzate come portelloni, pomelli del cambio e portachiavi.

Si prevede di offrire ai clienti la possibilità di aggiungere scritte personalizzate a questi componenti. si osserva inoltre che questi componenti personalizzati serviranno come prova di concetto per lo sviluppo di parti strutturali stampate in 3D per le auto entro i prossimi anni.

Un vantaggio dell’utilizzo della stampa 3D per la personalizzazione è che consente alle case automobilistiche di ridurre i tempi di consegna e i costi di produzione per le parti a basso volume. Ciò è in parte dovuto al fatto che la tecnologia elimina la necessità di creare ausili di utensili individuali per ogni parte personalizzata, una prospettiva che sarebbe finanziariamente irrealizzabile.

In futuro, le case automobilistiche dovranno ancora sviluppare più casi d’uso per componenti stampati in 3D personalizzati per andare oltre le semplici parti di rivestimento. Detto questo, con l’avanzare della tecnologia, le possibilità di personalizzazione dell’auto con la stampa 3D sembrano destinate ad espandersi a un ritmo molto maggiore nei prossimi anni.

la stampa 3D per gli sport motoristici

Nelle corse di Formula Uno, le prestazioni di un’auto da corsa spesso fanno la differenza tra una vittoria o una sconfitta. Tuttavia, progettare un’auto da corsa di successo è una sfida, non da ultimo a causa dei costi elevati e del rapido ciclo di sviluppo richiesto.

I test in galleria del vento sono una delle fasi essenziali del processo di sviluppo di un’auto da corsa.

Le case automobilistiche utilizzano le gallerie del vento per verificare e regolare le proprietà aerodinamiche di un’auto da corsa.  Durante la fase di test in galleria del vento, un modello di un’auto viene posizionato su un tapis roulant per testare le prestazioni dell’auto in un ambiente di gara simulato.

Attualmente, la stampa 3D è più comunemente utilizzata negli sport motoristici per creare parti da testare su questa replica di auto da corsa: sono stati utilizzati modelli in scala  di auto da corsa di Formula 1, con molti dei suoi componenti stampati in 3D.

Gli ingegneri sono in grado di stampare parti come parafanghi anteriori, condotti dei freni, sospensioni e coperchi del motore molto più velocemente e con una maggiore flessibilità di progettazione rispetto a quella consentita dalla produzione tradizionale.

Si utilizza la stampa 3D per lo sviluppo di auto da corsa elettriche per accelerare il processo e rispettare le scadenze, con pezzi prodotti in pochi giorni invece delle settimane necessarie con la lavorazione CNC o lo stampaggio. Consentendo un processo di sviluppo estremamente flessibile e molto rapido, la stampa 3D aiuta a portare l’auto su strada nei tempi previsti. 

3D stampa di pezzi di ricambio per auto d’epoca

I pezzi di ricambio sono un’altra applicazione della stampa 3D nel settore automobilistico.

Si forniscono parti per i modelli d’epoca e fuori produzione utilizzanda la stampa 3D per produrre pezzi di ricambio rari e a basso volume per l’inventario più vecchio.

Molte di queste parti non sono più in produzione e gli strumenti necessari per produrle non esistono o sono in cattive condizioni. La produzione di nuovi ausili per utensili con metodi tradizionali è intrinsecamente proibitiva dal punto di vista dei costi, in particolare considerando i bassi volumi in questione.

Con l’obiettivo di risolvere queste sfide, si è iniziato a stampare in 3D queste parti (in metallo e plastica) su richiesta.

Il processo di stampa prevede la fusione della polvere metallica (o sinterizzazione per le materie plastiche) con un raggio laser ad alta energia in uno schema preciso, costruendo così l’oggetto tridimensionale uno strato alla volta. Il vantaggio è che i pezzi possono essere realizzati senza attrezzi aggiuntivi e solo quando necessario, aiutando a risparmiare sui costi di attrezzaggio e stoccaggio associati alla produzione di questi pezzi di ricambio con metodi convenzionali.

La stampa 3D di parti che vengono raramente ordinate o interrotte è una tendenza in crescita all’interno della catena di approvvigionamento automobilistica.