L’industria automobilistica è in continua evoluzione, spinta dalle richieste dei consumatori e dalle nuove normative che promuovono il passaggio dai veicoli a combustibili fossili a quelli elettrici. Ford, come leader storico del settore, sta guidando questa trasformazione. Proprio come fece oltre 100 anni fa con la produzione di massa della Model T e l’introduzione della catena di montaggio, ora si prepara a vendere solo veicoli elettrici in Europa entro il 2030.
Al centro di questa innovazione c’è il PD Merkenich, il centro di sviluppo vicino Colonia, Germania, dove Ford ha progettato veicoli di successo come Fiesta, Focus e Kuga. Oggi, questo stesso centro ha dato vita al nuovo Ford Explorer elettrico, il primo veicolo completamente elettrico destinato al mercato europeo, ora in produzione presso lo stabilimento di Colonia. Ma come fa Ford a mantenere il passo con lo sviluppo rapido e la concorrenza sempre più agguerrita? La risposta si trova nel Rapid Technology Center, che utilizza la stampa 3D per accelerare la prototipazione e la validazione del design.
L'importanza della Prototipazione Rapida nel Settore Automotive
Come spiega Sandro Piroddi, supervisore del Rapid Technology Center di Ford: “La prototipazione è fondamentale nel processo di sviluppo. Permette agli ingegneri di verificare il design prima di passare alla produzione su larga scala. Se si deve rielaborare uno stampo o un attrezzo di produzione in un secondo momento, può diventare molto costoso e causare tempi di inattività, che possono essere evitati grazie alla prototipazione rapida”.
Il Rapid Technology Center di Ford è dotato di tecnologie all’avanguardia per la fabbricazione di prototipi su larga scala. Dispone di macchine per lo stampaggio a iniezione, attrezzature di formatura e un'ampia gamma di strumenti di produzione sottrattiva come fresatrici capaci di lavorare grandi pannelli del telaio.
Un ruolo cruciale in questo processo è svolto dalla manifattura additiva (stampa 3D), che Ford utilizza dal 1994, quando ha introdotto la sua prima stampante stereolitografica (SLA). Da allora, la flotta si è espansa fino a includere stampanti SLA, FDM e SLS, oltre a sistemi per la stampa 3D in metallo.
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La Tecnologia SLA di Formlabs: Dal Design al Prodotto Finale
Le stampanti 3D SLA sono un punto fermo nel laboratorio del Rapid Technology Center per la creazione di prototipi di design che richiedono una qualità superficiale eccellente e devono essere prodotti rapidamente per iterazioni veloci. Il primo modello utilizzato da Ford è stata una Form 2, ma ben presto la flotta è cresciuta, includendo anche la Form 3L e, più recentemente, la nuova Form 4, l’ultima stampante MSLA di Formlabs.
Bruno Alves, esperto di manifattura additiva presso Ford, elogia la nuova Form 4 per la sua velocità e facilità d'uso: “La Form 4 è estremamente veloce, la migliore macchina che ho visto finora in termini di velocità. È anche molto più facile da utilizzare rispetto ai modelli precedenti, il che semplifica l'addestramento degli operatori e consente di ottenere parti di qualità elevata”.
La Form 4 sta trasformando il flusso di lavoro del centro, permettendo la consegna di nuovi prototipi in poche ore. Con tempi di produzione così rapidi, il team può ora rispondere a richieste urgenti, anche provenienti dal Regno Unito, con consegne entro 24 ore.
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La Stampa 3D SLS per la Produzione di Parti Funzionali
Oltre alla tecnologia SLA, il Rapid Technology Center utilizza la stampa 3D SLS per testare parti meccaniche e componenti complessi. In particolare, il team si avvale della Fuse 1+ 30W per produrre parti funzionali che richiedono resistenza e precisione. Questa tecnologia consente di creare design complessi che sarebbero impossibili da realizzare con altri metodi tradizionali come la fresatura o lo stampaggio a iniezione.
“La Fuse 1+ è molto più veloce rispetto ai concorrenti ed è facile da usare per i nostri operatori. Alla fine della giornata, ciò che conta davvero è che possiamo consegnare le parti più velocemente,” afferma Alves.
Un esempio notevole è la produzione di una copertura per la ricarica del nuovo Explorer, un design così complesso che non avrebbe potuto essere prototipato con altre tecnologie. La Fuse 1+ ha permesso a Ford di stampare una parte funzionale che potesse essere testata fisicamente.
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Stampaggio a Iniezione Interno con Inserti Stampati in 3D
Il Rapid Technology Center ha sviluppato flussi di lavoro ibridi combinando tecniche di produzione tradizionali con la stampa 3D per creare attrezzi rapidi per lo stampaggio a iniezione. Grazie agli inserti stampati in Rigid 10K Resin o in PA12 Formlabs tramite la tecnologia SLS, il team può iterare velocemente i design e produrre parti finali in pochi giorni, risparmiando mesi rispetto al processo di stampaggio esterno.
Per il nuovo Explorer, sono stati prodotti componenti in gomma per l’assemblaggio delle maniglie delle porte, utilizzando inserti stampati in 3D e riducendo significativamente i tempi di produzione. Questo tipo di workflow consente a Ford di reagire rapidamente alle esigenze del mercato e di mantenere la propria competitività.
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Conclusione
La stampa 3D sta giocando un ruolo cruciale nella trasformazione dell'industria automobilistica, e Ford ne è un esempio concreto. Grazie all’utilizzo delle tecnologie SLA e SLS di Formlabs, il Rapid Technology Center ha accelerato i tempi di sviluppo, migliorando la qualità dei prototipi e riducendo i costi. Con l’avanzare del mercato dei veicoli elettrici e l’esigenza di cicli di sviluppo più rapidi, la capacità di prototipare internamente parti funzionali in poche ore rappresenta un vantaggio competitivo inestimabile.
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