Le concept car di Vital Auto prendono vita con la stampa 3D

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Situato nel cuore del settore automobilistico del Regno Unito, Vital Auto è uno studio di design industriale con una notevole esperienza nel design di auto che annovera fra i suoi clienti alcuni dei più importanti produttori di automobili, come Volvo, Nissan, Lotus, McLaren, Geely, Tata.

Quando i produttori non hanno tempo a disposizione per la sperimentazione, si affidano a Vital Auto per dare una forma fisica a idee, schizzi iniziali, disegni o specifiche tecniche. Lo studio crea prototipi estremamente fedeli e concept car, eseguendo rapidamente diverse iterazioni utilizzando una serie di strumenti avanzati, tra cui una vasta flotta di stampanti Formlabs Form 3L e Fuse 1.

Il team Vital sviluppa le auto partendo da un foglio bianco, progetta il telaio, tutti gli elementi interni ed esterni, aperture e chiusure, e le parti interattive. Un progetto può durare da tre a dodici mesi, impegnando da cinque a trenta persone per un singolo concept. In questo lasso di tempo, un’auto da esposizione viene sottoposta a una dozzina di iterazioni del design di base e, all’interno di queste, si susseguono ulteriori iterazioni di componenti più piccoli, fino a quando il design non soddisfa pienamente le aspettative del cliente.

Benché le auto da esposizione tradizionali vengano realizzate solitamente solo con argilla fresata, il team Vital ricorre anche alla fresatura CNC a tre e cinque assi, alla formatura a mano, alla modellazione manuale dell’argilla e ai materiali compositi in vetroresina. Tuttavia, questi processi tradizionali non sono ideali per produrre parti personalizzate necessarie per concept una tantum.

Fin dal primo giorno Vital Auto ha quindi introdotto nel suo processo di produzione la stampa 3D, non solo per ridurne i costi, ma anche per offrire ai clienti maggiore diversità per i loro design e le loro idee. Col tempo hanno predisposto un intero reparto per la stampa 3D, che comprende dieci stampanti FDM di grande formato, tre stampanti SLA Form 3L di Formlabs, sempre di grande formato, e cinque stampanti SLS Fuse 1.

Tutte le stampanti hanno funzionato al 100%, 24 ore su 24, 7 giorni su 7, praticamente dal primo giorno e vengono utilizzate per tutte le aree dei concept e design. In particolare, le Fuse 1 vengono generalmente usate per le parti che si basano sulla produzione e le Form 3L per le parti basate sul concept.

“Utilizziamo le Form 3L per tutte le finiture superficiali di classe A, come ad esempio, in un contesto automobilistico, un interno in cui siano presenti parti che non vengono rifinite con pelle o Alcantara o, in generale, con un tessuto. I materiali di Formlabs producono una finitura bella e liscia con cui possono lavorare i verniciatori. In questo modo, possiamo usare le parti appena stampate direttamente su un veicolo”, ha detto Anthony Barnicott, ingegnere di progettazione, responsabile della produzione additiva, aggiungendo “Quello che mi interessa maggiormente degli apparecchi Form 3L è la loro versatilità, la capacità di fare un cambio di materiale in meno di cinque minuti. La variabilità dei materiali, da quelli morbidi e flessibili a quelli rigidi, per noi non ha prezzo”.

Il team usa le Form 3L con molteplici materiali per una vasta gamma di applicazioni.

Quando si lavora con design estremamente intricati, come piccoli pacchetti di interruttori, è possibile utilizzare più materiali per ottenere un prodotto meccanico che non solo funzioni correttamente, ma che possa anche essere utilizzato nella realtà. Per questi pacchetti di interruttori, il team Vital ha combinato i materiali più duri, come la Tough 2000 Resin per la parte superiore, con quelli più leggeri ed economici per le parti interne.

In genere, le guarnizioni per portiere destinate ad applicazioni automobilistiche hanno un costo di produzione notevole. Per realizzarle non esiste altro modo che lo stampaggio per estrusione. La procedura comporta non solo un costo elevatissimo per le attrezzature, ma anche tempi di consegna molto lunghi. Il team Vital ha quindi provato uno degli ultimi materiali offerti da Formlabs, la Flexible 80A Resin. Con la Form 3L ha prodotto sezioni di una guarnizione in una notte per testarne le varie geometrie. Il risultato è stato stampato con uno scarto di 50 micron rispetto al design reale.

La Form 3L permette al team di produrre molte iterazioni di parti, in genere entro 24 ore. L’azienda ha acquistato tre macchine per poter produrre fino a tre diverse iterazioni di una parte contemporaneamente, anche usando tre materiali differenti. In questo modo, si può far risparmiare il cliente o, in alternativa, gli si può offrire un valore aggiunto presentando più varianti di uno stesso design a parità di prezzo.

La stampante di Formlabs Fuse 1, grazie ai suoi costi contenuti, ha permesso anche a un’azienda piccola come Vital Auto di cominciare a sperimentare con la tecnologia SLS. Attualmente, a poco più di un anno dall’arrivo della stampante sul mercato, Vital Auto possiede cinque Fuse 1 con le quali può produrre molto velocemente parti meccaniche strutturali, non solo per i test, ma anche per applicazioni fisiche nella maggior parte dei suoi concept. Questo processo solitamente si sarebbe svolto con la lavorazione meccanica CNC, dentro o fuori dall’azienda, a seconda della geometria, e il team Vital Auto avrebbe dovuto aspettare da due a quattro giorni per poter avere le parti. La Fuse 1 consente di fare tutto sul posto e di avere di solito le parti in meno di 24 ore.

Il team utilizza le Fuse 1 soprattutto per le parti meccaniche, come le cerniere, gli interni delle maniglie e gli interni delle portiere, e per le applicazioni strutturali. Le parti si possono utilizzare da subito, sin dopo la stampa, con rifiniture minime.

Molte parti per gli interni delle automobili possono essere incredibilmente difficili da produrre senza seguire il tradizionale percorso dello stampaggio a iniezione. Si tratta di componenti come i condotti interni dell’aria e le bocchette di ventilazione, elementi che non si vedono mai, ma che hanno un costo elevato per la produzione. La Fuse 1 permette di essere molto più versatili con i design che vengono inseriti nel veicolo, evitando i costi ingenti che comporterebbero normalmente.

La stampa 3D ha inoltre consentito al team Vital Auto di combinare i materiali SLA con quelli SLS per realizzare diverse iterazioni di design in un progetto specifico. Questo metodo consente di produrre rapidamente più iterazioni, associando entrambi i processi, utilizzandoli per le loro proprietà specifiche, per ottenere un design finale. Può trattarsi di qualsiasi cosa, dalle parti meccaniche a quelle trasparenti, per verificarne la qualità ottica e la resa.

La stampa 3D non solo aiuta il team a creare prodotti migliori più velocemente, ma anche ad aumentare gli ordini. Molti dei clienti si rivolgono a loro perché vogliono avere accesso alle ultime tecnologie e vogliono che i loro componenti vengano realizzati con materiali all’avanguardia.

“Ci sono cose che non si possono più classificare come tecnologie emergenti. La stampa 3D è una di queste. È così avanzata che tutto quello che produciamo può essere utilizzato nella fase finale della presentazione, grazie a tutti i livelli di produzione che usiamo. La stampa 3D non è più una novità: ormai è parte integrante del nostro lavoro”, ha dichiarato Shay Moradi, vicepresidente del dipartimento di innovazione e tecnologia esperienziale di Vital.

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