Prodotti di consumo

Pinarello e Materialise hanno contribuito a realizzare una bici da corsa più leggera

2.000 parti stampate in 3D dall'ordine alla consegna in tre settimane

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Per gli appassionati di corse, il peso della bici fa la differenza. La nuova bici da corsa di Pinarello, Dogma F, è il modello leggero che i ciclisti hanno sempre sognato. Per creare questa bici, avevano bisogno dell’aiuto di partner innovativi e delle ultime tecnologie. I servizi completi di stampa 3D in metallo di Materialise e i flussi di lavoro su misura sono stati un importante fattore abilitante: quasi dimezzare il peso di un componente cruciale del sedile.

Nell’industria del ciclismo, ogni grammo di peso è importante. Ecco perché per l’ultimo lancio di Pinarello si è puntato su una bici da corsa che pesasse molto meno della concorrenza. Ma raggiungere questo obiettivo significava molto più della semplice riduzione del peso, ovviamente. Il team aveva bisogno di bilanciare questo con i costi, la qualità, la velocità di produzione e il numero di unità prodotte.

“La sfida per Pinarello R&D è stata quella di concentrarsi davvero sulla riduzione del peso”, ha spiegato Maurizio Bellin, Chief of Operations di Pinarello. “Quando i ciclisti salgono e percorrono molti chilometri contro vento, più la bici è leggera, più vai veloce. Per questo abbiamo puntato al minimo peso possibile”. Pinarello ha iniziato il progetto collaborando con vari fornitori esperti in tecnologie che promettono risultati forti ma leggeri. Avevano un design originale per i loro morsetti reggisella che utilizzava metodi di produzione tradizionali, ma per ottenere i risultati di peso che cercavano, si sono rivolti a Materialise e alla stampa 3D.

Il team di Materialise sapeva che grazie alla libertà di progettazione della stampa 3D in metallo, è in grado di creare un morsetto del sedile molto più leggero. La sfida per questo caso consisteva nel produrre le parti su larga scala in poche settimane. I team interni di progettazione e ingegneria, software e produzione di Materialise avevano bisogno di unirsi per raggiungere gli obiettivi di produzione. “Nel nostro Metal Competence Center a Brema, in Germania, abbiamo tutte le competenze di cui abbiamo bisogno sotto lo stesso tetto”, ha spiegato Philip Buchholz, Technical Project Manager di Materialise. “In queste nuove strutture, uniamo le nostre capacità di progettazione interna, la vasta conoscenza del nostro dipartimento di ricerca e sviluppo e i nostri processi di produzione industrializzati”.

Uno dei principali vantaggi della stampa 3D in questo caso è stata la velocità con cui finalizzano il design. Mentre la produzione convenzionale richiede nuovi stampi e una complessa programmazione CNC durante ogni aggiornamento del progetto, qui non è così. I design sono completamente digitali e possono quindi essere adattati rapidamente.

“Il design e l’ingegneria sono stati realizzati in stretta collaborazione con Pinarello”, ha affermato Tim Hermanski, Design Engineer presso Materialise. “Con ogni iterazione del progetto, abbiamo prima completato i test di simulazione virtuale. Il morsetto reggisella doveva essere leggero, ma il suo scopo richiede una forza sufficiente per sostenere il peso del ciclista. Questi test interni hanno permesso di risparmiare molto tempo garantendo la stampabilità e l’affidabilità della parte finale”. Una volta completati i test, il team ha condiviso i progetti stampati in 3D con Pinarello per condurre i propri set di test fisici, come i test di fatica su un banco di prova e su strada.

Oltre alla progettazione effettiva della parte, i team dovevano affrontare la sfida di produrre così tante parti in così poco tempo. Il progetto richiedeva la stampa di 2.000 singole parti in meno di un mese. È qui che la collaborazione interna di Materialise ha dimostrato ancora una volta il suo valore. Il team ha unito le forze per creare un flusso di lavoro di produzione personalizzato e completo, inclusi l’etichettatura e il controllo qualità, che è riuscito a raggiungere l’obiettivo.

“Abbiamo dovuto introdurre l’industrializzazione all’interno della nostra catena di produzione”, ha affermato Philip. “Lo abbiamo fatto progettando una parte e un processo che non necessitavano di strutture di supporto o passaggi manuali di post-elaborazione. L’eliminazione di questi passaggi ci ha consentito di risparmiare molto tempo durante la produzione. Abbiamo anche creato un set di parametri di stampa personalizzato che ha accelerato i tempi di stampa, ha soddisfatto le proprietà del materiale richieste e ha reso il progetto fattibile ottimizzando i costi. Abbiamo ottenuto tutto questo con il Materialise Process Tuner, una soluzione che introdurremo sul mercato entro la fine dell’anno che “sintonizza” ampiamente lo sviluppo dei processi. Questo software non solo accelera l’impostazione dei parametri, ma riduce anche gli errori grazie all’automazione e fornisce approfondimenti e statistiche intelligenti, il tutto archiviato in un database centralizzato per operazioni future. Abbiamo sviluppato parametri di stampa ottimizzati in poche settimane anziché in mesi. Non avremmo potuto raggiungere questo obiettivo senza il know-how combinato dei nostri team di software e D&E presso il Metal Competence Center.”

Grazie alla stretta collaborazione e ai notevoli sforzi all’interno del team interno, Materialise ha fornito una parte che ha permesso a Pinarello di raggiungere il suo obiettivo. Gli esperti 3DP hanno progettato il morsetto del sedile in modo da sfruttare la libertà di progettazione di AM e hanno scelto il materiale giusto per ottenere una significativa riduzione del peso. Alla fine, la parte in titanio, stampata tramite fusione laser selettiva, era più leggera del 42,5% rispetto al design originale in alluminio, prodotto tramite un processo di produzione tradizionale.

La velocità con cui Materialise produce parti stampate in 3D su questa scala è stata molto importante. Ottimizzando la progettazione e snellendo i processi di produzione, il team è passato dall’ordine alla consegna di 2.000 parti in tre settimane. Per esemplificare questa velocità, la produzione tradizionale richiede ordini di queste dimensioni effettuati da sei a dodici mesi in anticipo, soprattutto in tempi come questi in cui le catene di approvvigionamento sono influenzate dalla carenza globale di materie prime e capacità produttiva. Anche in questo caso il fatto di essere localizzati in Europa è stato un vantaggio significativo. Materialise ha fornito tempi più rapidi e consegne più sostenibili rispetto all’ordinazione da un produttore in tutto il mondo.

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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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