Come si trasforma un'idea di automobile in realtà? Il processo di ideazione non è cambiato molto, ma il modo in cui si concretizza si è evoluto. Nell'ambito dell'Industria 4.0, la produzione additiva ha rivoluzionato i processi produttivi in molti settori, in particolare in quello automobilistico.
Progettazione di modelli di auto
Dopo che il designer automobilistico ha definito l'ispirazione e il concept attraverso discussioni e comunicazioni, la casa automobilistica realizzerà un modello in argilla in scala 1:5 per i diversi schemi di design. Dopo la valutazione, verranno selezionati 2-3 schemi e verrà realizzato un modello in argilla a grandezza naturale in scala 1:1. Successivamente, verranno effettuati test aerodinamici, apportate modifiche e verrà definito il progetto finale.
Il tradizionale modello di auto a grandezza naturale in argilla è interamente scolpito a mano. Questo metodo è lungo e laborioso e la qualità del modello non può essere garantita. Occorrono circa 3 mesi per realizzare un modello completo di veicolo. Con il progresso della tecnologia, i modelli di auto a grandezza naturale delle principali case automobilistiche vengono generalmente fresati con macchine a 5 assi. In questo modo, la realizzazione di un modello di auto richiede almeno un mese.
Grazie alle stampanti 3D SLA di grande scala di JS Additive, è possibile stampare un modello di auto in scala 1:1 in pochi giorni modificando i dati al computer. Rispetto alla realizzazione di un modello in argilla, la stampa 3D riduce i tempi di almeno cinque volte, dimezza i costi ed elimina la necessità di una scultura manuale.
Fase di progettazione ingegneristica
In questa fase, si comprende la progettazione dell'assemblaggio e la progettazione dei componenti dell'intero veicolo, nonché il coordinamento delle eventuali incongruenze tra i vari assemblaggi e il veicolo nel suo complesso. Ogni nuovo veicolo è composto da oltre 20.000 componenti, molti dei quali non sono ancora in fase di produzione tramite stampaggio. Pertanto, i prototipi e i prodotti di assemblaggio vengono realizzati interamente mediante lavorazione CNC e lavorazione della lamiera.
Innanzitutto, l'effetto superficiale e la precisione dei prototipi lavorati con macchine CNC dipendono in larga misura dalle competenze dei programmatori. In secondo luogo, per alcuni pezzi con forme complesse e numerose superfici da lavorare, che risultano costosi o addirittura impossibili da lavorare correttamente, sono necessari centri di lavoro a cinque assi.
JS Additive 3D combina la stampa 3D SLA con la termoformatura sottovuoto (infusione a bassa pressione) per creare un metodo di produzione di stampi rapido. In primo luogo, la stampante SLA ad alta precisione di JS Additive stampa un prototipo del prodotto; in secondo luogo, con questo prototipo 3D viene realizzato uno stampo in silicone sotto vuoto; infine, tramite colata con materiale come il poliuretano (PU) in condizioni di vuoto a bassa pressione, il prodotto è finito. Le prestazioni sono paragonabili a quelle dei prodotti stampati a iniezione e il prodotto può sostituire componenti realizzati in ABS, PC, gomma e altri materiali. Non solo garantisce precisione e riduce i costi, ma migliora anche notevolmente l'efficienza produttiva!
Ad esempio: un'auto presenta numerose griglie anteriori e strutture con superfici curve. Questo tipo di modellazione complessa a griglia completa è molto difficile da realizzare con le macchine utensili tradizionali. Stampando in 3D queste complesse parti parziali e integrandole poi nel modello del veicolo, è possibile ottenere l'effetto desiderato.
Fase di test del prototipo
I test sui prototipi di veicoli comprendono due aspetti: test di prestazione e test di affidabilità. I test di prestazione consistono principalmente in verifiche funzionali per accertare la conformità ai requisiti di progettazione. I test di affidabilità servono a verificare la robustezza e la durata del veicolo. I test automobilistici includono test in galleria del vento, test sul campo, test su strada, crash test, ecc.
In questa fase, i materiali dei prototipi devono soddisfare requisiti elevati. I componenti con elevata resistenza strutturale devono essere lavorati tramite macchine a controllo numerico (CNC). Per i componenti interni ed esterni delle automobili, si possono utilizzare la stampa 3D e lo stampaggio sottovuoto.
Produzione in serie di stampi per automobili
La tecnologia di fusione in stampo utilizza altri materiali di facile formatura, posizionando poi lo stampo in uno stampo di sabbia. In questo modo, nello stampo di sabbia si forma una cavità delle stesse dimensioni della struttura del pezzo, e successivamente si versa un materiale fuso nella cavità. Dopo il raffreddamento e la solidificazione, il materiale fuso si solidifica, assumendo esattamente la forma del pezzo nello stampo. I requisiti per gli stampi di fusione, come quelli per i coperchi delle automobili e i blocchi cilindri, raggiungono spesso tolleranze di 10-20 micron. La tradizionale lavorazione CNC per la realizzazione di prototipi può soddisfare tali requisiti, ma risulta dispendiosa in termini di tempo e costi.
La stampante 3D SLA di grande formato JS Additive 1700 con testina multilaser può essere utilizzata per realizzare prototipi di stampi in sabbia. L'elevata precisione della tecnologia di stampa 3D SLA garantisce la massima accuratezza del prototipo del prodotto. Aiuta le fonderie a semplificare il processo produttivo e a ridurre i costi.
Fase di manutenzione post-vendita
Gli utilizzatori di veicoli personalizzati di alta gamma, come auto sportive e auto modificate, solitamente ordinano alcuni accessori di ricambio da produttori esteri oppure si affidano alla produzione di stampi, con costi elevati.
Sono pochi i clienti che prendono in considerazione la tecnologia di stampa 3D. Realizzare questi componenti con la stampa SLA può essere molto conveniente.
Data di pubblicazione: 7 maggio 2022
