La stampa 3D che fa bene all’automotive

Con il progetto 3i-PRINT Altair, APWORKS, csi entwicklungstechnik, EOS, GERG e Heraeus hanno ricostruito la struttura frontale di un Volkswagen Caddy

Intente a portare in evidenza il valore della tecnologia di Additive Manufacturing anche nel settore dell’automotive, Altair, APWORKS, csi entwicklungstechnik, EOS, GERG e Heraeus si sono unite per dar vita a 3i-PRINT. In questo progetto di sviluppo congiunto ognuna delle aziende citate ha affrontato ogni fase di sviluppo del processo che ha visto l’utilizzo di una struttura frontale di un classico Volkswagen Caddy ricostruita in soli nove mesi con la stampa 3D.

Nella convinzione che l’utilizzo della stampa 3D industriale continuerà a crescere, anche nel settore automotive, la vera proposta di valore dell’Additive Manufacturing per l’ingegneria automobilistica passa esclusivamente attraverso una integrazione funzionale che abbia in sé il valore aggiunto risultante dall’implementazione di quante più caratteristiche tecniche possibili con il minor numero di componenti possibile.

Non a caso, con il concept del Caddy, il progetto 3i-PRINT si è posto come obiettivo dimostrare le possibilità tecnologiche future.
Oltre alla crescente tendenza verso l’elettrificazione nel settore automotive, ad esempio per i sistemi di trasmissione e gli attuatori, la gestione del calore, la riduzione dello spazio di progettazione e il peso complessivo, che hanno rappresentato elementi essenziali per il design della sezione frontale, è stato necessario soddisfare requisiti strutturali relativi alla sicurezza, alle prestazioni e al comfort del veicolo.

Di conseguenza, i componenti della sezione frontale realizzati tramite Additive Manufacturing sono strutture con una capacità di carico elevata che includono dettagli per il raffreddamento attivo e passivo, ad esempio con un flusso d’aria incanalato per il raffreddamento delle batterie e dei sistemi frenanti. Inoltre, le funzioni correlate alla gestione del calore, alla sicurezza passiva e allo stoccaggio dei fluidi sono state integrate nel design organico e basato sul carico del modulo frontale. Un esempio dell’integrazione di ulteriori funzioni nella struttura è il serbatoio per la soluzione di bagnatura, che può essere integrato nella struttura frontale durante l’esecuzione dell’ottimizzazione della topologia.

Chi ha fatto che cosa
Tenendo presenti questi obiettivi, gli esperti di csi entwicklungstechnik hanno iniziato a progettare, sviluppare e realizzare la struttura frontale. L’azienda sviluppa moduli di alta qualità per carrozzerie, interni ed esterni di veicoli, sia per produttori sia per fornitori nel settore automotive.
A sua volta, il fornitore di soluzioni innovative nell’area della creazione di prototipi e di serie su piccola scala per i settori automobilistico e aerospaziale GERG si è occupato della connessione dei componenti fabbricati tramite Additive Manufacturing e per la creazione del telaio finale.
Grazie alla focalizzazione sullo sviluppo e l’ampia applicazione di tecnologie di simulazione per la sintetizzazione e l’ottimizzazione di design e processi, le soluzioni software di Altair sono, invece, servite per progettare, ottimizzare, simulare e sviluppare la struttura.
Dopo la simulazione e la progettazione del concept, APWORKS si è occupata del dimensionamento finale dei componenti per la stampa 3D gestendo l’effettivo processo di Additive Manufacturing degli elementi strutturali. In qualità di società controllata da Airbus, l’azienda ha, infatti, grande familiarità con i processi di produzione più all’avanguardia e consente a vari settori di implementare le best practice sviluppate nel settore aerospaziale. Durante la stampa della sezione frontale, APWORKS ha fatto uso di un sistema sviluppato da EOS, fornitore di spicco nelle tecnologie per la stampa 3D industriale di metalli e polimeri. L’azienda specializzata in polveri metalliche Heraeus ha fornito e qualificato la lega di alluminio a elevata resistenza Scalmalloy, sviluppata da APWORKS, per la fabbricazione dei componenti. APWORKS ha fornito il supporto per il processo di stampa sviluppando i set di parametri di stampa ideali per il sistema EOS M 400. Grazie all’uso combinato della tecnologia AM e di questo innovativo materiale, il progetto ha dimostrato con successo le possibilità di integrazione funzionale che i metodi di produzione tradizionali non sono in grado di offrire.

3i-PRINT: un forum per la creazione di prototipi innovativi
Avviato da csi entwicklungstechnik, il progetto 3i-PRINT rappresenta, di fatto, una piattaforma di progettazione agile per le attività di ricerca e sviluppo, che consente la creazione di prototipi innovativi. L’idea è basata sull’utilizzo di nuovi strumenti e metodi, inclusa la stampa 3D industriale. L’obiettivo del progetto è dimostrare e sfruttare appieno il potenziale dei metodi di produzione più all’avanguardia. Il progetto 3i-PRINT è una piattaforma aperta per la collaborazione che consente velocemente l’implementazione delle nuove idee.