Componente in metal AM per veicoli a produzione limitata

Contesto

L’aumento della complessità dei veicoli circolanti impone al settore automotive di dover modificare gli attuali processi produttivi incrementandone flessibilità, adattabilità e performance. Questi aspetti, legati all’esigenza di alleggerimento dei componenti, ha spinto l’azienda Italdesign, leader nello sviluppo e nella produzione di soluzioni all’avanguardia nel campo della mobilità, a testare l’Additive Manufacturing per un contesto di produzione, studiandone costi e benefici, per componenti oggi realizzati con tecnologie tradizionali e diversi passaggi di processo. L’obiettivo del progetto è stato quello di avvalersi di tecnologie innovative come la manifattura additiva allo scopo di semplificare e ridurre i tempi di sviluppo dei componenti degli autoveicoli.

Soluzione

Attraverso il caso di un supporto radiatore per autoveicoli ad alte prestazioni, l’azienda ha applicato il Design for Additive Manufacturing con l’obiettivo di rivoluzionare completamente il componente e sfruttare al massimo le potenzialità di questa tecnologia. L’obiettivo del progetto coincide con la volontà di sostituire un particolare già in produzione mediante tecnologie attuali (rifilatura, tranciatura, piegatura, saldatura etc.) con un particolare ingegnerizzato per essere successivamente sviluppato e prodotto con le tecnologie additive. Si tratta dunque dell’apporto di un enorme vantaggio produttivo in termini di:

• definizione della geometria e scomposizione ottimale del particolare
• scelta del materiale specifico più adatto
• ottimizzazione topologica

Impatto

Grazie alla maggiore “libertà” progettuale è stato possibile adattare un componente già esistente alle richieste di un cliente, aumentando le opportunità di business, riducendo le tempistiche di sviluppo e producendo un prodotto con caratteristiche tecniche uguali, se non addirittura migliori, rispetto a quelli tradizionali presenti sul mercato. Questa flessibilità si ripercuote anche sulla sostenibilità economica e ambientale.
In particolare è stato possibile ottenere:

• riduzione dello spreco di materiale: dalle 16 parti iniziali da assemblare a sole 6 parti nella versione ottimizzata con conseguente riduzione anche del numero di saldature necessarie
• riduzione delle emissioni di carbonio legate alla presenza di minori lavorazioni e all’accentramento del processo di produzione
• riduzione che ha comportato un minore impatto del componente, nel corso del suo ciclo di vita, su parametri come consumi ed emissioni delle vetture: sul primo prototipo è stata ottenuta una riduzione di peso di circa il 15%
• aumento della rigidezza del 53%
• apertura a una nuova capacità di creare pezzi di ricambio on-demand per eliminare, o ridurre, le scorte di magazzino

Il supporto di CIM4.0

CIM4.0 ha affiancato l’azienda nella realizzazione dei componenti, per ottenere con il processo AM le migliori performance a costi sostenibili, consentendo all’azienda di partire dal proprio know-how tecnico e mettendo a disposizione asset, competenze e capacità produttive in tutte le fasi di sviluppo del progetto, per avvalersi delle tecnologie additive. In particolare, CIM4.0 ha avuto un ruolo cruciale sugli aspetti di:

• formazione sulla progettazione 3D con focus specifico su AM metallo
• analisi del caso studio e definizione dei requisiti di progetto in termini di geometria, peso, performance e target
• supporto nelle fasi di progettazione del componente
• realizzazione del prototipo, del particolare fisico e attività di trasferimento tecnologico per l’utilizzo dell’AM e presso la linea pilota di CIM4.0
• stesura di un business case e analisi delle possibilità realizzative per una piccola produzione di serie