Non solo prototipi: la stampa 3D conquista l’automotive

L’automotive è uno tra i settori più esigenti del manifatturiero,poiché implica grandi lotti, alta qualità e aggiornamento costante deiprodotti, in particolare con l’elettrificazione dei veicoli. In questo contestol’additive manufacturing si pone come soluzione a molteplici problematiche.Nonostante la prototipazione sia ancora la maggior beneficiaria delletecnologie di stampa 3D, nel settore automobilistico l’Additive Manufacturingsi sta ritagliando spazi importanti anche nella produzione di serie deiparticolari. Una spinta significativa in questa direzione l’hanno data itecnopolimeri, come ci conferma Andrea Boscolo, Chief Product Officer diMadeinadd.

“Oggi siamo in grado di stampare senza difficoltà pezzi in PEEK o inpoliammide PA6 e PA12 caricata con fibra di vetro o fibra di carbonio,ottenendo componenti con resistenza paragonabile agli equivalenti in metallo macon pesi inferiori. In pre-produzione questo significa, inoltre, la possibilitàdi ottenere varianti nel giro di ore anziché di settimane! Questi tecnopolimerisono difficili da lavorare su una tradizionale macchina a CNC e comportanomolto scarto, mentre con la stampa 3D possiamo superare totalmente questaproblematica. E non si tratta di un ripiego, anzi: questa componentistica vieneutilizzata con successo su motori ad alte prestazioni, ad esempio nel mondoracing. Lo stesso vale anche per i metalli: l’Additive Manufacturing ha apertole porte a una serie di possibilità finora inimmaginabili con il titanio,anch’esso complicato da lavorare con tecnologie tradizionali”.

Un altro ambito applicativo interessante è quello della logistica.“Le case automobilistiche registrano costi altissimi a causa del magazzinoricambi che deve essere sempre opportunamente fornito. Con la stampa 3D siamoin grado di ridurre al minimo le giacenze e di abilitare un servizio di printon demand. Non solo produco un pezzo quando mi serve, ma anche dove mi serve.Con le scadenze globali legate alla sostenibilità, questo ha un enorme peso”.

I trend tecnologici e i nuovi materiali

Ma quali sono i trend più promettenti di un comparto tecnologico chefinora non ha mancato di sorprendere? “A livello di materiali per la stampaadditiva nel settore automotive, fra i trend più promettenti ci sono senz'altroquello dell’alluminio seguito dagli acciai: acciaio inox o a base nichel.Questi materiali permettono di coprire una vasta gamma di componenti meccanicifunzionali e critici all’interno dei sistemi automotive (sia motori, siaveicoli). Poi, ci sono tutte le plastiche rinforzate con fibre di vetro e fibredi carbonio, già utilizzate ampiamente nel mondo automotive. Infine, c'è poiuna terza gamma di plastiche che sono quelle più estetiche, come ad esempiol’ABS, che può essere prodotto anche utilizzando la stampa 3D attraversodiverse tecnologie”, spiega Boscolo.

Per quanto riguarda le tecnologie, si parla molto di quella a lettodi polvere, sia metallica sia plastica, che è ancora in fase di maturazionefinale, ma garantisce già la realizzazione di pezzi funzionali ed è utilizzatagià in ambito motoristico, uno degli ambienti più stressati per le moltesollecitazioni, le temperature e le caratteristiche di interazione con fluidimolto esigenti. Attualmente vengono utilizzate anche tecnologie che processanola resina, come SLA e DLP. Questi materiali sono utilizzati da quasi unaventina di anni nel mondo automotive per la parte di mockup, quindi i prototipiestetici, ma oggi si inizia anche a utilizzarle per componenti soggetti adurti, principalmente in pre-produzione, ma si sta valutando di portarli anchein produzione di serie.

Una sfida da gestire: le quantità

Quali sono i limiti che permangono in questo mercato? Boscolo non haesitazioni. “Un limite rimangono i volumi: laddove si chiedano 20.000, 50.000,100.000 unità all’anno, l’Additive non è competitivo a livello di costi e,talvolta, di tempi. Sicuramente la sfida è quella di far maturare velocementel’Additive e farlo scalare verso quantità superiori sia con un lavorosull’hardware a livello di stampanti, sia lavorando sull’educazioneingegneristica: i componenti devono essere progettati per Additive, non bisognariadattare vecchie geometrie altrimenti si hanno poche speranze di produrli inserie”.

Si prospetta dunque la necessità di fare formazione e culturadell’Additive, per poter coinvolgere anche quelle realtà piccole e localizzateche non hanno ancora confidenza tecnica con questa tecnologia, e in Italia sonotante. “Da parte nostra tentiamo di immedesimarci nell'utilizzatore e diproporre sempre un confronto chiaro tra la soluzione tradizionale e quellaorientata all'Additive Manufacturing, sul piano di resa e costi", aggiungeBoscolo. "L’Italia è stata uno dei primi Paesi a sviluppare competenze eampio know-how sull’Additive Manufacturing, quindi in ambito europeo insiemealla Germania è trainante per competenze di processo, di produzione e dimacchine. Direi che è arrivato il momento di riversare queste competenze suicomponenti dei potenziali clienti, che siano piccole imprese oppure grandiOEM”.

Dai condotti in plastica al collettore per motori aidrogeno

Gli esempi di successo non mancano, come il caso di un fornitoreTier 1 in difficoltà nel risolvere in tempi rapidi un problema nellapre-produzione di condotti in plastica per il sistema aria di un clienteimportante. Le tempistiche non consentivano di costruire uno stampo periniezione plastica, quindi il team di MadeinAdd lo ha stampato in 3D usando lostesso materiale e ha permesso al cliente di proseguire con i test operativi,il tutto dimezzando i tempi di fornitura e riducendo del 15% i costi.

Un altro caso interessante è quello di Dumarey, shareholder diMadeinAdd, che ha realizzato un collettore di aspirazione per un motore aidrogeno integrando due componenti in uno, riducendone il costo e limitando laporosità del materiale dal 7–9% tipico del casting a meno dell’1%dell’Additive. Poiché le molecole di idrogeno tendono a introdursi in tutti ipossibili interstizi, è stato un ulteriore vantaggio per il cliente finale, chene ha quindi commissionato una piccola produzione di serie. Molte di questecompetenze ingegneristiche sono state trasferite in MadeinAdd, che può cosìmetterle a disposizione dei propri clienti.

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Leggi l'articolo nell'estratto originale pubblicato sul numero di Marzo 2025 su Automazione News: link.