L’automotive è tra i settori più esigenti del manifatturiero, poiché implica grandi lotti, alta qualità e aggiornamento costante dei prodotti, in particolare con l’elettrificazione dei veicoli. In questo contesto l’additive manufacturing si pone come soluzione a molteplici problematiche.
Rispetto al passato, infatti, oggi la stampa 3D si sta ritagliando spazi importanti anche nella produzione di serie dei particolari per il settore automobilistico. Non più solo prototipi o pezzi unici, bensì centinaia – se non addirittura migliaia – di componenti possono essere stampati in modo veloce, economico e, soprattutto, con geometrie ottimizzate.
“L’uso della stampa 3D nello sviluppo e nella fase prototipale resta un vantaggio indiscutibile per il mondo dell’auto, ma ormai ci si è spinti ben oltre”, spiega Andrea Boscolo, Chief Product Officer di MadeInAdd. “Normalmente, per mettere in vendita un nuovo modello occorrono dai 3 ai 5 anni, fra sviluppo, test e modifiche. L’additive manufacturing ha stravolto queste tempistiche, grazie a un taglio netto di tempi e costi. In più, offre la possibilità di realizzare parti estremamente complesse, o in materiali di difficile lavorabilità, a una frazione del costo dell’equivalente tornito, fresato o piegato”.
Nuovi materiali, nuove opportunità
Per ragioni diverse, metalli e plastiche sono entrambi molto utilizzati e apprezzati nella costruzione dei veicoli. Sono però i tecnopolimeri ad aver contribuito al cosiddetto metal replacement, il processo con cui i materiali plastici hanno sostituito i metalli anche in applicazioni che richiedono elevata resistenza termica, meccanica o chimica: il tutto con, in più, il beneficio sia di un peso decisamente inferiore, sia delle geometrie complesse consentite dalla stampa 3D.
“Oggi siamo in grado di stampare senza difficoltà pezzi in PEEK o in PA6 e PA12 rinforzate con fibre di vetro o di carbonio, ottenendo componenti con resistenza paragonabile agli equivalenti in metallo, ma con pesi inferiori”, prosegue Boscolo. “In pre-produzione questo significa, inoltre, la possibilità di ottenere varianti nel giro di ore anziché di settimane.
Questi tecnopolimeri sono difficili da lavorare su una tradizionale macchina a CNC, comportano molto spreco e qualche scarto, mentre con la stampa 3D possiamo realizzare ciò che vogliamo. E non si tratta di un ripiego, anzi: questa componentistica viene utilizzata con successo su motori ad alte prestazioni, ad esempio nel mondo racing. Lo stesso vale anche per i metalli, peraltro: l’additive manufacturing ha aperto le porte a una serie di possibilità finora inimmaginabili con il titanio, per esempio, anch’esso complicato da lavorare con le tecnologie tradizionali”.
Vantaggi lungo l’intera filiera
Finora abbiamo visto come l’additive manufacturing possa cambiare le regole del gioco in ufficio tecnico e in officina, ma i benefici non si fermano qui. “Un costo rilevante per le case automobilistiche è legato alla necessità di avere un magazzino ricambi opportunamente fornito”, aggiunge Andrea Boscolo. “Con la stampa 3D siamo in grado di ridurre al minimo le giacenze e di abilitare un servizio di print on demand”.
E con le scadenze globali legate alla sostenibilità, questo ha un enorme potenziale. “La logistica ha un impatto significativo sui costi complessivi e sul footprint di ciascun bene”, spiega infatti Boscolo. “In MadeInAdd disponiamo di una rete di fornitori certificati ai quali affidiamo la realizzazione dei particolari anche in base alla loro posizione geografica rispetto al luogo di consegna.
A parità di caratteristiche tecniche, un cliente di Bari riceverà più velocemente e con minori costi economici e ambientali un pezzo stampato da un service di Napoli, anziché da uno di Torino. A maggior ragione, se si rende necessario spedire dall’altra parte del mondo, sarà meglio che il percorso più lungo lo compia un semplice file, lasciando solo gli ultimi chilometri al pezzo stampato”.
Benefici tangibili su casi reali
Sulla carta, l’additive mostra innegabili benefici, ma come si comporta in pratica? Boscolo ha diversi esempi significativi in tal senso: “Pur essendo un’azienda molto giovane, MadeInAdd vanta già diverse casistiche interessanti proprio nel settore automotive. Fra le altre, vi racconto la nostra esperienza con un fornitore Tier 1 in difficoltà nel risolvere in tempi rapidi un problema nella pre-produzione di condotti in plastica per il sistema aria di un cliente importante. Le tempistiche non consentivano di costruire uno stampo per l’iniezione, quindi li abbiamo stampati in 3D usando lo stesso materiale e abbiamo permesso loro di proseguire con i test operativi. Il tutto dimezzando i tempi di fornitura e riducendo del 15% i costi.
Parlando di metallo, invece, il nostro shareholder Punch Torino ha realizzato un collettore d’aspirazione per un motore a idrogeno integrando due componenti in uno, riducendone il costo e limitando la porosità del materiale dal 7-9% tipico del casting al 2% dell’additive. Poiché le molecole d’idrogeno tendono a introdursi in tutti i possibili interstizi, è stato un ulteriore vantaggio per il cliente finale, che ne ha quindi commissionato una piccola produzione di serie. Molte di queste competenze ingegneristiche sono state trasferite in MadeInAdd, che può così metterle a disposizione dei propri clienti”.
