La stampa 3D è una tecnologia che si adatta a vari utilizzi e impieghi, dalla prototipazione alla produzione. Come ben noto, questa tecnologia è adoperata in vari settori, dal medicale, all’aerospaziale e viene adottata anche per la produzione di componenti per auto di lusso e sportive. Anche se, per ora, sono ancora poche le case automobilistiche che producono veicoli di lusso e sportivi che si affidano con costanza alla produzione additiva di parti finali.
Tuttavia, esistono delle realtà che incorporano l’Additive Manufacturing (AM) nella propria unità di produzione. Una di queste è Continental Engineering Services (CES), un’azienda di Francoforte che si occupa di produrre e sviluppare componenti per il settore automotive, offrendo anche servizi di ingegneria completi. La Continental Engineering Services porta avanti una battaglia a sostegno dell’AM per sensibilizzare i produttori di auto di lusso ad abbandonare possibili dubbi o pregiudizi nei confronti di questa tecnologia.
Stefan Kammann, il direttore, di fronte all’ADaM: il centro di competenza per la progettazione e la produzione additiva di Continental Engineering Services.
Nel 2017 l’azienda ha creato una propria unità di produzione sotto forma di centro di competenza per la progettazione e la produzione additiva, chiamandola ADaM (Additive Design and Manufacturing). All’interno dell’ADaM vengono stampate sia parti in plastica, generalmente dei prototipi o parti aventi scopi di prova, che parti finali in metallo. Per rispondere alle numerose esigenze dal mercato, all’ADaM vengono adoperate varie tecnologie di AM, tra le quali troviamo SLM, FDM, SLA e DLP. All’interno dell’unità sono attualmente impiegate 20 persone. ADaM si preoccupa di migliorare la propria linea di produzione automatizzata grazie alla stampa 3D. Questa permette infatti di creare soluzioni su misura, più economiche ed efficienti, che risolvono i problemi che possono insorgere lungo tutta la catena produttiva e ne accelerano il funzionamento.
I clienti di Continental Engineering Services sono produttori di auto di lusso e sportive, che esigono standard di qualità estremamente elevati. I componenti da loro richiesti devono essere altamente resistenti e creare un forte impatto visivo. Ed è qui che entra in gioco la stampa 3D. Secondo il direttore dell’azienda Stefan Kammann: “Solo la stampa 3D è in grado di produrre delle superfici così lisce” afferma riferendosi ai propri pedali per veicoli di lusso e sportivi, realizzati con la stampa 3D in metallo. CES si serve infatti dell’AM per stampare in 3D pedali, pinze freno, alloggiamenti di specchietti, display e unità di controllo.
La stampa 3D non serve però solo per soddisfare le esigenze dei clienti. Viene infatti utilizzata anche per semplificare le operazioni di manutenzione. Kammann racconta di come il suo team si è ritrovato improvvisamente ad avere problemi con l’ugello del gas di protezione per la cella di saldatura dei bracci robotici. Così, gli ingegneri hanno deciso di progettare e stampare un nuovo pezzo che sarebbe stato impossibile realizzare con mezzi convenzionali: in poco tempo l’additive manufacturing ha permesso di risolvere un problema che avrebbe potuto rallentare o addirittura interrompere la catena produttiva.
Un esempio di caso d’uso di successo, in cui CES ha utilizzato l’AM in metallo per un’applicazione finale, è stato la realizzazione di pinze freno per diverse case automobilistiche. Questi dispositivi, realizzati con la serie di stampanti 3D TruPrint 3000 di TRUMPF basate sulla tecnologia LPBF, si sono rivelati essere più efficienti rispetto a quelli prodotti con i metodi di produzione tradizionali.
Per creare queste pinze freno, il team di ADaM ha condotto analisi approfondite con la tomografia computerizzata e test di trazione sui dispositivi meccanici. Inoltre, le hanno sottoposte a delle prove di carico dinamico esercitando su di esse una pressione elevata per la durata di circa 30.000 cicli. I risultati sono stati fortemente positivi: le pinze freno realizzate con la stampa 3D sono risultate essere più resistenti rispetto a quelle ottenute con metodi tradizionali. Oltre ai vantaggi in termini di prestazioni, la stampa 3D ha permesso di ridurre significativamente i tempi di produzione. Se con la colata in sabbia il processo richiede dalle 12 alle 14 settimane, con la manifattura additiva il tempo si riduce a una sola settimana. Sebbene per ordini di grandi volumi i metodi tradizionali risultino più economici, la stampa 3D si dimostra la soluzione ideale per la produzione di piccoli lotti. Riguardo alla superiorità delle pinze freno create con la stampa 3D spiega Kammann: “Questa prova è stata decisiva per il nostro cliente, che ha scelto di adottare la produzione additiva per la realizzazione futura delle pinze freno”.
Un esempio di pinza freno creata dalla Continental Engineering Services.
Nonostante le preoccupazioni dei produttori di apparecchiature originali riguardo la maturità delle tecnologie di AM e le difficoltà legate all’ottenimento certificazioni di mobilità, l’attività di aziende come CES dimostra come la produzione additiva rappresenti un’opportunità concreta. Sebbene la stampa 3D non sia adatta a tutte le tipologie di produzioni, la sua integrazione con i metodi tradizionali offre vantaggi significativi. Pur trattandosi dunque di una tecnologia ancora relativamente giovane, questa si sviluppa e perfeziona costantemente, soprattutto nel settore automotive. Per comprendere l’affidabilità di questa tecnologia, basta osservare realtà come la NASA che la impiegano da anni per la produzione di componenti avanzate o come numerosi ospedali la utilizzino quotidianamente per migliorare la condizione di vita dei pazienti. Alla luce di queste applicazioni e dell’attività di CES, l’auspicio è che un numero sempre maggiore di imprese nel settore delle auto di lusso e sportive riconosca il valore della stampa 3D, integrandola nei propri processi produttivi per migliorarne efficienza e flessibilità.
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*Crediti fotografici: TRUMPF
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