I 5 vantaggi della produzione additiva per l’industria automobilistica e del motorsport
1. Prototipazione più rapida
Costruire prototipi con le stesse proprietà della loro controparte finale è essenziale quando si realizzano componenti per auto da corsa. Ciò riduce sia i tempi che i costi di produzione, rendendo la stampa 3D la soluzione ideale per raggiungere questo obiettivo. Grazie alla sua economicità, la produzione additiva è un modo affidabile per convalidare i pezzi prima che entrino nella produzione di massa. Garantisce che ogni componente soddisfi tutti i requisiti di sicurezza, rispettando al contempo i vincoli di budget.
I severi regolamenti per i team di Formula 1 sono tuttora stabiliti dalla FIA (Fédération Internationale de l’Automobile), l’organo di governo dello sport motoristico. Di conseguenza, gli ingegneri devono progettare e creare rapidamente nuove auto ogni anno per rimanere competitivi. Per garantire il loro successo, è essenziale che i team mettano in produzione questi prototipi il più rapidamente possibile dopo la loro progettazione.
Con la stampa 3D, gli ingegneri possono produrre pezzi rapidamente senza il noioso processo di progettazione e creazione di un modello e di uno stampo preliminari. La tecnologia lavora con file CAD digitali che vengono trasmessi alla produzione istantaneamente rispetto ai metodi di produzione tradizionali. Non sorprende quindi che questa forma di produzione stia prendendo piede, dato che le aziende cercano modi più efficienti per produrre componenti.
Ad esempio, il team Williams F1 è stato in grado di produrre oltre 2.000 pezzi stampati in 3D ogni mese grazie all’uso di questo processo. Questa cifra sarebbe stata impossibile da raggiungere se questi pezzi fossero stati prodotti con i metodi di produzione tradizionali.
2. Maggiore flessibilità di progettazione
La stampa 3D consente di apportare modifiche economiche ai componenti, facendo risparmiare tempo e denaro ai progettisti. Grazie alle capacità di montaggio rapido e alla velocità di stampa, gli ingegneri possono individuare gli errori più velocemente e modificare i progetti in meno tempo.
Ottenere un’aerodinamica ottimale è fondamentale nella progettazione di un’auto da corsa, il che richiede una scocca slanciata. Questo pone un problema quando si tratta di alloggiare i componenti del veicolo che devono permettere un accesso agevole durante i pit stop, a causa dello spazio limitato all’interno. Ecco perché vincere la sfida del “packaging” è particolarmente importante per una buona prestazione in gara.
Sfruttando la potenza della stampa 3D, gli ingegneri godono di un grado di libertà senza precedenti per sperimentare innumerevoli prototipi e creare i componenti ideali per ogni progetto.
3. Miglioramento dei test in galleria del vento
La tecnologia di stampa 3D all’avanguardia è diventata uno strumento indispensabile per creare componenti durevoli e precisi che i test in galleria del vento possono utilizzare per valutare le capacità aerodinamiche delle auto da corsa. Il motorsport consiste nel dominare le forze che agiscono su un veicolo e sfruttarle per guadagnare velocità, il che porta al successo. L’aerodinamica è essenziale: l’uso di strumenti avanzati come la stampa 3D e i test in galleria del vento rendono questo compito molto semplice!
I team di Formula 1 hanno spesso l’opportunità di testare le loro auto solo poche volte all’anno. L’uso di modelli per la galleria del vento è quindi un modo economico e rapido per valutare i componenti di un’auto. Questi test prevedono il posizionamento di un modello del veicolo grande il 60% rispetto all’originale su un nastro trasportatore che riproduce condizioni simili (alta velocità, pressione atmosferica, ecc.) a quelle subite durante le gare reali, apportando le modifiche necessarie lungo il percorso.
Per il momento, la stampa 3D viene utilizzata principalmente per produrre i componenti che verranno testati su una replica dell’auto da corsa. Rispetto alla lavorazione meccanica e alla modellazione, la produzione additiva per il settore automobilistico offre un modo più rapido ed economico di produrre modelli per i test in galleria del vento. Inoltre, se sono necessarie modifiche in qualsiasi fase del processo, la stampa 3D facilita la generazione di pezzi che possono essere immediatamente sottoposti ai test in galleria del vento, tutto grazie alla sua eccezionale velocità!
Le scuderie fanno ampio uso della stampa 3D SLS e SLA per creare componenti come ali anteriori, condotti dei freni, coperture delle sospensioni e del motore, nonché condotti interni e deflettori manuali che vengono testati in galleria del vento. Ad esempio, utilizzando questa tecnologia, un team corse può produrre da 200 a 300 pezzi in plastica al giorno! La produzione additiva è quindi la soluzione d’elezione per le aziende del settore per garantire che questi componenti siano prodotti in modo rapido ed efficiente.
4. Produzione rapida di utensili
La tecnologia di stampa 3D rappresenta una svolta per i produttori quando si tratta di produrre attrezzature per l’utensileria, come maschere e fissaggi o strumenti sacrificali e compositi. Questo processo efficiente consente loro di creare strumenti personalizzati a costi inferiori rispetto ai metodi di produzione tradizionali, riducendo drasticamente i tempi di consegna.
Ad esempio, l’uso della tecnologia FDM per produrre strumenti di laminazione utilizzando materiali ad alte prestazioni come l’ULTEM rende il processo più rapido ed economico. Il team di Formula 1 McLaren ha approfittato di questo processo quando ha stampato in 3D una grande estensione del flap dell’ala posteriore e ha prodotto il pezzo in ULTEM 1010 in soli tre giorni: una riduzione incredibile rispetto ai tempi di consegna precedenti. Questo esempio dimostra non solo la crescente importanza della produzione additiva in tutti i settori di attività, ma anche che queste tecnologie avanzate sono diventate elementi essenziali per il successo.
Con la stampa 3D, i team possono produrre strumenti quando ne hanno bisogno, accelerando i processi di produzione e assemblaggio. In effetti, alcuni team hanno persino iniziato a utilizzare la produzione additiva durante le gare per apportare modifiche dell’ultimo minuto, riducendo i costi dei servizi di corriere. Con questa tecnologia innovativa a disposizione, il successo nel giorno della gara è ancora più raggiungibile.
5. Miglioramento delle prestazioni dei componenti
Per aumentare la velocità, l’affidabilità e la produttività dei componenti delle auto da corsa, la produzione additiva è una vera risorsa. L’alluminio e la fibra di carbonio sono generalmente utilizzati come parti leggere nelle corse automobilistiche a causa della loro bassa massa. Con la stampa 3D che facilita la produzione, i team hanno visto un miglioramento significativo nelle prestazioni di questi componenti.
Utilizzando la stampa 3D per produrre componenti metallici e termoplastici leggeri e complessi, le aziende possono ottenere un chiaro vantaggio competitivo. Dopotutto, il risparmio di peso ottenuto dai pezzi stampati in 3D può determinare il successo o il fallimento di un progetto.
Utilizzo della stampa 3D per produrre parti metalliche come coperture dei montanti e attrezzature da officina per le sue auto. Anche i componenti dello scarico e gli innovativi gruppi di ingresso/uscita dell’aria per radiatori e scambiatori di calore per ogni auto vengono creati con questo processo.
Le sfide della stampa 3D nel motorsport
Nonostante i progressi compiuti finora nell’uso della stampa 3D in Formula 1 e nel motorsport, ci sono ancora diversi ostacoli che ne limitano il pieno potenziale.
Garantire la riproduzione di pezzi identici
Sebbene i pezzi stampati in 3D possano essere incredibilmente precisi, le proprietà dei materiali e le dimensioni finali possono variare a seconda di chi esegue il processo di produzione additiva. Quando i team esternalizzano in tutto o in parte questa procedura, corrono il rischio di non ottenere esattamente lo stesso pezzo ogni volta.
Tuttavia, i numerosi vantaggi della produzione additiva la rendono incredibilmente attraente per le aziende del motorsport, costringendole a investire nello sviluppo delle proprie capacità e a controllare meglio i processi produttivi.
Garantire la formazione del team
Sebbene la stampa 3D esista da vent’anni, la sua graduale adozione nella produzione e nell’istruzione ha fatto sì che molti progettisti manchino delle competenze tecniche per padroneggiare questa forma di produzione additiva. Quando tentano di utilizzare le capacità di stampa 3D della loro azienda, possono scoprire che la loro mancanza di esperienza può portare a difficoltà.
Affinché il motorsport possa raccogliere i frutti della stampa 3D, le aziende devono essere pronte a investire in programmi di formazione che consentano loro di apprendere e perfezionare le proprie competenze.
Gestire una produzione costante
Le aziende del motorsport producono sempre più pezzi e la loro capacità di stampa 3D deve tenere il passo con la domanda. Alcune hanno accumulato una flotta impressionante di 10 o più macchine, in grado di produrre migliaia di componenti e prototipi ogni settimana. Tuttavia, l’enorme volume associato a questi cicli di produzione richiede un sistema completo di gestione del flusso di lavoro per garantire precisione ed efficienza. Senza un tale sistema, diventa sempre più difficile per le aziende gestire la complessità di operazioni su così vasta scala.
La montagna quotidiana di richieste e la mancanza di visibilità e tracciabilità su più siti rendono molto difficile per i team monitorare accuratamente l’avanzamento dei progetti. Questa inefficienza è dannosa per il regolare svolgimento delle operazioni.
Per risolvere questo problema, ha senso automatizzare il più possibile il flusso di lavoro. I software progettati per snellire i processi del flusso di lavoro possono aiutare le aziende del motorsport a superare molti dei loro problemi di produzione legati alla stampa 3D. L’automazione del processo di richiesta, la pianificazione dei lavori e la tracciabilità dei pezzi dall’inizio alla fine sono solo alcuni dei vantaggi derivanti dall’uso di flussi di lavoro automatizzati.
Stampa 3D per il motorsport: un vantaggio competitivo
Mentre il settore del motorsport si sforza instancabilmente di migliorare le prestazioni delle sue auto rispettando le leggi sulle corse in continua evoluzione, la stampa 3D offre vantaggi significativi.
Utilizzando questa tecnologia all’avanguardia, i team saranno in grado di ridurre drasticamente il tempo necessario per sviluppare nuovi modelli e i conseguenti pezzi per uso finale, il che comporta una serie di vantaggi. Più la produzione additiva nel motorsport verrà adottata e le sfide associate al suo utilizzo verranno superate efficacemente, più vedremo applicazioni ancora più ambiziose che sicuramente spingeranno il suo utilizzo verso nuove vittorie.