Supercar e Windform RS: un connubio perfetto

Cosa hanno in comune Ferrari, Lamborghini, Maserati, Dallara, Ducati e Pagani? Sì, sono tutte marche automobilistiche italiane. Ma soprattutto, provengono tutti dalla stessa parte del Paese, l’Emilia-Romagna, giustamente conosciuta anche come Motor Valley. Dal 1996, Motor Valley ospita anche la società di stampa 3D CRP Technology, che ha strettamente allineato se stessa e la sua gamma unica di materiali SLS compositi ad alte prestazioni con l’industria automobilistica locale (e globale), facendo la sua parte per plasmare il futuro di veicoli ad alte prestazioni.

CRP Technology si è ritagliata una nicchia specifica nel mondo della produzione additiva, sviluppando una gamma di materiali SLS compositi ad alte prestazioni, commercializzati con il marchio Windform, e fornendo servizi professionali di stampa 3D a clienti del settore aerospaziale, medicale, UAV, motorsport e automobilistico industrie. Il nostro obiettivo in questo articolo è, come avrete intuito, quest’ultimo.

L’azienda ha profondi legami con il settore automobilistico. Oltre ad avere sede in un hub automobilistico famoso in tutto il mondo, CRP ha fornito servizi di stampa 3D a clienti automobilistici dalle sue strutture a Modena, Italia, Mooresville, North Carolina e Dubai. Comprensibilmente, CRP non può rivelare chi sono i suoi clienti, ma ha fornito informazioni su quali materiali utilizzano i produttori di automobili e sui tipi di parti che possono essere integrate nelle ultime supercar ad alte prestazioni.

Windform RS

In cima alla lista dei materiali CRP Technology per applicazioni automobilistiche c’è Windform RS, un composito a base di poliammide caricato con fibra di carbonio. Rilasciato a metà del 2021 dopo una notevole attività di ricerca e sviluppo, Windform RS è progettato per la produzione di componenti per impieghi gravosi, annoverando tra le sue migliori qualità resistenza agli urti, alle vibrazioni, alla deformazione e alla temperatura. Il materiale ha un’elevata resistenza alla trazione di 85,25 MPa ed è stato testato con successo a un’ampia gamma di temperature (fino a -40°C). Windform RS è anche resistente all’acqua e all’olio ed è stato classificato HB secondo i test di infiammabilità UL 94.

Questa combinazione di proprietà, insieme all’esperienza nella stampa 3D SLS di CRP, ha reso Windform RS il materiale ideale per le parti automobilistiche, in particolare le edizioni speciali o i componenti personalizzati per le supercar. Come spiega CRP, il composito SLS soddisfa i requisiti dei produttori di supercar su molti fronti: può produrre parti personalizzate con geometrie complesse, è leggero, è durevole e resistente, è resistente a varie sollecitazioni e condizioni, offre costi e vantaggi in termini di tempo rispetto alle tecniche di produzione convenzionali.

Abilitazione dei controlli automatizzati

CRP Technology evidenzia una grande opportunità per la sua gamma di materiali Windform, creata internamente appositamente per offrire prestazioni in settori in cui la leggerezza e la riduzione della massa sono un must. Le auto di oggi si distinguono per la connettività integrata e i controlli automatizzati. Queste funzionalità richiedono software avanzato, ovviamente, ma richiedono anche determinati componenti hardware, tra cui vari dispositivi elettronici, fluidi e cavi energetici ad alta potenza. Queste parti devono adattarsi perfettamente e in modo sicuro alle strutture del veicolo. Gli alloggiamenti Windform stampati in 3D possono aiutare a integrare questi vari componenti hardware, racchiudendoli, imbrigliandoli e inserendoli in spazi compatti o ristretti, fornendo capacità di ispezione.

Ad esempio, CRP Technology è in grado di produrre condotti di contenimento e passerelle portacavi personalizzati che proteggono e guidano cavi elettrici ad alta potenza. Windform RS è in grado di resistere alle alte temperature dei cavi di alimentazione a 800 V e contemporaneamente protegge i cavi da liquidi, come olio e acqua. Inoltre, i componenti personalizzati possono essere ottimizzati per un facile accesso, semplificando l’ispezione e la manutenzione. Nella categoria dei sistemi di alloggiamento e ritenzione, CRP dispone anche di condotti di raffreddamento, cablaggi e ventole coassiali stampati in 3D.

Miglioramento delle prestazioni del cambio

Windform RS è stato inoltre validato nelle condizioni tipiche di un cambio di supercar, resistendo con successo a sollecitazioni elevate e settaggi estremi. In particolare, CRP afferma che un sistema di alimentazione e aspirazione del circuito dell’olio con tubi Windform RS stampati in 3D ha effettivamente funzionato meglio della sua controparte in alluminio. I tubi stampati in 3D, progettati per l’uso in gare di resistenza come la 24 Ore di Le Mans, sono stati sottoposti a una serie di test di fatica, resistendo a temperature estreme (fino a 120° C), nonché all’esposizione a fluidi e vibrazioni. Il sistema stampato in 3D si è rivelato un successo anche dopo mesi di uso continuo in un cambio a velocità che raggiungono i 340 km/ora.

CRP ha anche stampato in 3D un deflettore della coppa dell’olio, un componente che aiuta a impedire all’olio motore di muoversi mentre l’auto è in movimento e garantisce che il motore abbia sempre accesso all’olio. Realizzato in Windform RS, questo componente più grande è stato testato nelle stesse condizioni del sistema di tubi di alimentazione e aspirazione del circuito dell’olio e ha dimostrato un’eccellente durata e resistenza alla fatica. Inoltre, CRP afferma che grazie alla bassa densità di Windform RS rispetto all’alluminio e ai materiali interamente in carbonio, il deflettore della coppa dell’olio ha beneficiato di prestazioni migliorate.

Migliorare l’aerodinamica

Windform RS non è applicabile solo per alloggi interni e componenti del cambio: CRP ha anche utilizzato con successo il materiale composito SLS per la produzione di componenti automobilistici aerodinamici. Con un’eccellente resistenza, rigidità e assorbimento degli urti, Windform RS resiste bene alle sollecitazioni meccaniche che le caratteristiche esterne delle supercar devono affrontare.

CRP Technology

Caratteristiche aerodinamiche come alette e feritoie sono comuni nelle supercar e sono simili a quelle utilizzate nelle corse di F1. Questi componenti regolabili aiutano a contenere e controllare la resistenza, aumentando in ultima analisi la velocità e la stabilità del veicolo su strada o su pista. Il materiale Windform RS di CRP soddisfa le esigenze di queste applicazioni, in particolare quando si tratta di resistere a una forte pressione dell’aria e garantire un elevato carico aerodinamico durante la guida alle massime velocità.

Oltre ad alette e feritoie, CRP Technology afferma che la sua soluzione è adatta anche per spoiler anteriori, splitter e generatori di vortici (che vengono posizionati sulla superficie di un’auto e creano un vortice d’aria per aumentare la deportanza e migliorare il flusso d’aria). Anche i componenti aerodinamici attivi, che possono essere attivati ​​da un pulsante e stanno diventando sempre più diffusi nelle ultime supercar, possono beneficiare della stampa 3D SLS riempita di fibre di CRP.

Vantaggi in termini di tempo e costi

Abbiamo visto i vari vantaggi in termini di prestazioni offerti dalla gamma Windform di CRP Technology, ma ci sono anche una serie di vantaggi di produzione per le caratteristiche automobilistiche composite di stampa 3D. Da un lato, la produzione additiva consente la progettazione di geometrie complesse e componenti consolidati. Questo ha due grandi vantaggi: le parti possono essere ottimizzate per la riduzione del peso e delle prestazioni, mentre i tempi di assemblaggio possono essere drasticamente ridotti. Windform RS in particolare è noto per la sua finitura superficiale liscia post-stampa, che può ridurre i tempi di post-elaborazione e migliorare l’aerodinamica.

Forse in particolare, la soluzione di stampa 3D SLS di CRP sblocca significative riduzioni dei costi per i produttori, che possono aggirare la costosa produzione di utensili e stampi stampando parti direttamente in un unico pezzo senza la necessità di assemblare per ulteriori assemblaggi. Ciò è particolarmente rilevante per le supercar e le auto da corsa, prodotte in piccoli volumi e spesso dotate di componenti personalizzati. Questi veicoli ad alte prestazioni possono trarre enormi vantaggi dall’efficienza in termini di costi e tempi della stampa 3D di prodotti di piccoli o medi lotti. In termini di tempi di consegna, CRP ha portato con successo i componenti in edizione speciale dall’idea alla realtà in sole tre settimane (molto più rapidamente delle 12-17 settimane stimate che sarebbero necessarie utilizzando i processi di attrezzamento convenzionali).

Come servizio, CRP Technology è certificata ISO-9001 (con 9100 in arrivo) e fornisce parti che soddisfano gli standard dei clienti del settore automobilistico, il che comporta ingenti investimenti nella formazione del personale e l’implementazione continua di apparecchiature di collaudo avanzate. Tutti questi processi mirano a mantenere l’eccellenza operativa tra i team interni dell’azienda, garantendo al tempo stesso consegne rapide con un lead time medio di due giorni. CRP certifica inoltre la conformità delle parti alle specifiche della scheda tecnica dei materiali.

CRP Technology collabora con molte delle principali case automobilistiche ad alte prestazioni: lo scorso anno, infatti, ha prodotto oltre 50.000 parti automobilistiche complesse per una serie di produttori di alto profilo. I servizi AM dell’azienda comprendono più della stampa 3D, ma forniscono anche servizi integrati di ingegneria, post-elaborazione manuale, ispezione e collaudo. Nel complesso, ogni parte CRP viene prodotta per soddisfare gli standard più elevati e l’azienda lavora costantemente per alzare tale livello. Windform RS è una delle decine di polveri Windform SLS sviluppate e convalidate da CRP Technology che le stanno aiutando a superare questi limiti. Puoi trovare il suo portfolio completo Windform qui.

Questo articolo è stato creato in collaborazione con CRP Technology ed è apparso per la prima volta nell’eBook Automotive AM Focus 2023 di 3dpbm.