EDAG sviluppa una lega di alluminio resistente agli urti per la stampa 3D automobilistica

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Sebbene non siamo stati in grado di stabilire un canale diretto con il loro team, EDAG rimane una delle aziende più interessanti, innovative e capaci nell’intero scenario della produzione di additivi automobilistici. Dopo aver mostrato alcuni casi interessanti e studi di ricerca nel settore automobilistico, lo studio di design tedesco sta ora affrontando i materiali con il progetto di ricerca CustoMat_3D.

Questo nuovo studio evidenzia che, attualmente, le leghe di alluminio per AM non soddisfino le elevate esigenze richieste dall’industria automobilistica, come le prestazioni dei crash test. EDAG sostiene inoltre che l’attuale progettazione del processo prende in considerazione solo parametri del materiale altamente resistenti ma non duttili.

Nell’ambito del progetto di ricerca “CustoMat_3D” sostenuto da BMBF, il gruppo EDAG, insieme ad otto partner, ha sviluppato una lega di alluminio per l’uso in auto, che è in grado di fornire sia maggiori punti di forza che allungamenti più elevati durante la pausa. Quest’ultimo è molto importante, soprattutto in caso di incidente.

Negli ultimi 3 anni, EDAG ha esaminato l’intera catena di processo dalla produzione di polveri attraverso la simulazione allo sviluppo di componenti. La definizione della lega e la produzione di polvere sono state eseguite dall’Istituto Leibniz per l’ingegneria dei materiali (IWU) e Kymera International. L’elaborazione e lo sviluppo del processo nella saldatura a raggio laser a base di polvere (LBM) sono stati effettuati presso Fraunhofer IAPT, GE Additive e FKM Sintertechnik GmbH. Una simulazione del rapido raffreddamento del materiale saldato nel processo è stata esplorata da Fraunhofer ITWM e MAGMA Giessereitechnologie GmbH. La dimostrazione delle prestazioni è stata effettuata da Mercedes-Benz AG ed EDAG Engineering GmbH con il supporto di Altair Engineering. Questo approccio integrato ha lo scopo di rendere la produzione additiva disponibile per i processi di produzione di massa.

 

In una fase di laboratorio, inizialmente sono state testate varie leghe. È stato possibile provare con successo la lega più promettente su diversi sistemi di saldatura a raggio laser. La particolarità della lega è la sua versatilità: una gamma molto ampia di proprietà può essere prodotta da una singola lega. Queste proprietà possono essere implementate in modo flessibile utilizzando un trattamento termico a valle. Dai valori dei materiali trasmessi, sono state prodotte schede materiali che sono state utilizzate in un’ottimizzazione della struttura con il software Altair Opti OptiStruct per ridurre il peso di parti di uguale potenza. La cosa speciale qui è che i requisiti del processo di produzione additiva e l’allineamento dei componenti possono essere presi in considerazione.

Sono state selezionate parti di diverse aree dell’auto. È stato possibile ottenere un efficace risparmio di peso sia nel portaruota dinamico sia in un componente complesso con requisiti di rigidità elevati nell’area della scatola ruote. Alcuni dei risparmi erano oltre il 30% del potenziale previsto. In base al processo di produzione additiva, la parte può essere adattata ai requisiti del veicolo in questione tramite un modello a livello di carico.

Inoltre, sono stati esaminati processi ibridi come la saldatura a deposizione laser e tecniche di incollaggio con il materiale recentemente sviluppato. Nella simulazione, è stato possibile canalizzare i processi sui livelli microscopici di polvere tramite elementi rappresentativi nella simulazione macroscopica della parte. In questo modo è possibile un tempo di elaborazione significativamente più breve, di conseguenza, sollecitazioni e ritardi residui possono essere resi visibili e ridotti al minimo prima della produzione.

La lega di nuova concezione sarà disponibile ufficialmente tra qualche mese con il marchio CustAlloy®. I partner del progetto stanno già giungendo a una conclusione molto positiva. Grazie all’ampia gamma di applicazioni, nonché alla protezione anticorrosione già effettuata, alla tecnologia di incollaggio e ai numerosi altri requisiti dell’industria automobilistica, la lega è destinata al suo primo utilizzo nella produzione di massa. Siamo stati in grado di raggiungere tutti gli obiettivi del progetto e la nuova lega, il suo processo di produzione e i metodi di simulazione testati hanno fornito agli esperti strumenti efficaci per ridurre il peso dell’auto e la capacità di utilizzare la tecnologia di stampa 3D nella produzione di massa.

Autore Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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