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Dal tavolo da disegno alla stampa 3D

Negli anni ‘40, i progettisti Scania realizzavano i prodotti dell’azienda direttamente al tavolo da disegno. Oggi, la tecnologia all’avanguardia di stampa 3D consente alle loro controparti moderne di testare in modo facile e veloce i prototipi e le nuove soluzioni.

Dietro il vetro di quello che può assomigliare ad un forno da pizza, un contenitore scorre avanti e indietro su una superficie piana, depositando sottili strati di polvere plastica a granuli finissimi.

Dopo l’applicazione di ogni strato, un laser passa sopra il letto granulare tracciando dei solchi nel materiale. Ci troviamo nel seminterrato del Reparto Ricerca e Sviluppo di Scania, dove due grandi “stampanti” funzionano a pieno ritmo per realizzare una varietà di progetti di R&S con modelli e prototipi tridimensionali. Questa tecnica e denominata produzione additiva ed e l’equivalente industriale delle stampanti 3D che iniziano a fare la loro comparsa nei punti vendita di materiale elettronico. Ritornando agli anni ‘40, le cose funzionavano in modo estremamente differente.

Allora, i progettisti Scania erano chinati sui loro tavoli da disegno, che costituivano gli strumenti più importanti per lo sviluppo dei prodotti. Come affermava un cinegiornale di Scania dell’epoca, “In uno Scania Vabis, potete essere certi che nulla e lasciato al caso, ma e frutto della  sperimentazione nei minimi particolari al tavolo da disegno”.

La rivoluzione informatica degli anni ‘80 ha portato nuove opportunità di “sperimentare il prodotto”, con la possibilità di utilizzare i programmi CAD come strumento per realizzare i disegni, sviluppare i prodotti e progettarli in uno spazio tridimensionale.

I programmi CAD sono ancora centrali per le attività di Scania e sono migliorati sensibilmente  rispetto agli anni ‘80.

Tuttavia, ora i progettisti possono contare su un ausilio prezioso oltre al computer: le stampe  tridimensionali. La tecnologia alla base della produzione additiva e nota da quasi 20 anni, ma ha iniziato ad affermarsi solo di recente. Scania ricorre sempre più alla nuova tecnologia 3D per la stampa di modelli in plastica di ricambi, componenti e, in certi casi, interi motori e componenti delle cabine. Niklas Lind e il Direttore dell’Officina Meccanica del Reparto di Ricerca e Sviluppo di Scania. “Oggi, la possibilità di produrre prototipi che possono essere ruotati o toccati con mano rappresenta un grande vantaggio”, afferma. “Questi modelli possono essere utilizzati anche per i test funzionali oppure nella galleria del vento, nonché per il montaggio di prova di nuovi componenti nei prodotti esistenti.

A volte sono utili anche per un approccio puramente visivo, cioè per verificare l’aspetto di un componente dal vivo”.

Dopo la modellazione della plastica, il prossimo punto di svolta tecnologico consisterà nella stampa in metallo, ed eventualmente nella realizzazione dei componenti veri e propri.

“Abbiamo già prodotto numerose stampe in alluminio e acciaio inox”, afferma Lind. “Ma non possiamo ancora realizzare i particolari più grandi, e questi particolari non sarebbero in grado di sostituire quelli reali. Tuttavia, i modelli in metallo rappresentano un grande passo in avanti verso la stampa dei componenti reali e la stampa tridimensionale in metallo e indubbiamente destinata ad affermarsi”.

LE FASI DEL PROCESSO:

1. Un software speciale realizza un modello CAD in strati da 0,12 a 0,15 mm di spessore.

2. Una polvere a granuli finissimi viene distribuita su una piattaforma all’interno della stampante.

3. Dopo l’applicazione di ogni strato, un laser passa sopra il letto granulare, fondendo sinterizzando) la polvere.

4. Una volta completato uno strato, la piattaforma di supporto del particolare fuso viene abbassata di 0,12-0,15 mm e il materiale viene ridepositato sulla superficie, cioè viene distribuito un nuovo strato di polvere plastica. Il processo prosegue fino alla fusione dell’ultimo strato.

5. Al termine della stampa, i prototipi vengono lasciati raffreddare lentamente. Il lotto completato viene quindi estratto dalla macchina per l’ulteriore raffreddamento.

6. Infine, i singoli prototipi vengono staccati dal materiale residuo, puliti, sabbiati, risciacquati e, nel caso dei modelli più grandi, incollati tra loro.

Testo: Per-Ola Knutas Foto: Dan Boman, Linus Nygren