LA STAMPA 3D AL SERVIZIO DELLA PROTOTIPAZIONE AUTOMOBILISTICA La fabbricazione additiva al servizio della prototipazione automobilistica

LA STAMPA 3D AL SERVIZIO DELLA PROTOTIPAZIONE AUTOMOBILISTICA

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Da parecchi anni, ARRK sponsorizza i progetti dell’EPSA – Ecurie Piston Sport Auto, fornendo pezzi stampati in 3D su misura e condividendo conoscenze.

L’EPSA è un’associazione di studenti di ingegneria dell’École Centrale de Lyon (Francia) costituitasi nel 2002, che si cimenta nel campionato mondiale automobilistico “Formula Student”, una competizione che punta essenzialmente ad avviare i partecipanti alla progettazione di prototipi di altissimo livello tecnico e allo studio di fenomeni complessi. Rappresenta un primo passo concreto verso la professione di ingegnere. Numerosi concorrenti intraprendono successivamente una carriera nei settori automotive e aeronautico.

La progettazione di prototipi di altissimo livello tecnico

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Prototipo dell’automobile Invictus della scuderia EPSA – © EPSA

La scuderia EPSA mira a formare gli studenti di ingegneria attraverso un progetto applicativo che includa tutte le tappe del modello a V dell’ingegneria. Ogni anno l’associazione produce un veicolo nuovo per la Formula Student.

Le vetture sono monoposto di piccole dimensioni a cabina di pilotaggio aperta e con ruote a vista. I telai sono tubolari o monoscocca e devono corrispondere a severi criteri dimensionali.

La propulsione è fornita da un motore termico di non più di 710 cc, che prevede una restrizione sull’immissione di 20 mm di diametro, con l’alimentazione a benzina senza piombo oppure etanolo E85. Nelle varie competizioni è presente anche una classe elettrica.

In media, le vetture pesano tra 180 e 250 kg e sono in grado di passare da 0 a 100 km/h in meno di 4,5 secondi.

Il veicolo più recente si chiama Invictus. Sarà l’ultimo veicolo termico della scuderia prima della transizione all’elettrico. La sua progettazione è iniziata nel 2019. A seguito della cancellazione delle gare nel 2020, il team ha potuto avvalersi di un po’ di tempo in più per ottimizzare il progetto e dedicarsi all’aerodinamica del veicolo, divenendo quindi la prima monoposto Made in EPSA dotata di splitter anteriore e spoiler in carbonio.

“La progettazione e lo sviluppo di un veicolo dalla A alla Z costituiscono un momento della didattica particolarmente completo e appassionante, durante il quale impariamo molto piacevolmente, sperimentiamo e ci arricchiamo con i consigli delle commissioni e le esperienze dei concorrenti”.

Jodie RERAT (Presidente della scuderia EPSA 2021)

La stampa 3D SLS di un componente di automobile di grandi dimensioni

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Prototipi di componenti automotive stampati in 3D SLS – © EPSA

Per il progetto Invictus, ARRK si è offerta di fabbricare il plenum (riserva d’aria per il motore). Christophe, il nostro ingegnere commerciale, ha avuto il piacere di affiancare gli studenti di ingegneria con consigli su tecnologie, indicazioni di fattibilità (angolo, volume del componente), e sulla resistenza dei materiali.

In base ai file CAD e alle specifiche tecniche fornite dagli studenti, è chiaramente emerso come la tecnologia di stampa 3D SLS (sinterizzazione) fosse la soluzione più adatta alle esigenze del progetto.

Vantaggi della della stampa 3d

La stampa 3D SLS (sigla dell’inglese Selective Laser Sintering) consente in pratica di fabbricare su misura componenti estremamente complessi, capaci di soddisfare esattamente le necessità del cliente. Anche la qualità dei materiali si confà a un capitolato impegnativo: efficienza, performance, resistenza meccanica (impatti, accelerazioni), resistenza (calore) e vincoli di spesa. L’elevata qualità della finitura superficiale interna del plenum ha inoltre consentito di limitare notevolmente le perdite di pressione.

ARKK non ha trascurato l’aspetto estetico, consegnando il prodotto finito verniciato di nero, in tinta con la carrozzeria. 

Video dell’integrazione dei componenti del prototipo Invictus © EPSA

Un progetto applicativo amplia la formazione dei futuri ingegneri

Jodie RERAT, Presidente 2021 della scuderia EPSA, racconta:

“La collaborazione con ARRK ci ha consentito di entrare in contatto con la realtà, cooperando strettamente sul plenum del nostro veicolo.  Abbiamo avuto l’opportunità di visitare il sito di produzione di ARRK in Francia, di conoscere le tecnologie di stampa 3D e di maturare un’esperienza concreta riguardo alle necessità industriali. Ad esempio, il componente che avevamo progettato aveva dimensioni eccessive per la linea di produzione. Con il sostegno di Christophe, Ingegnere commerciale in ARRK, abbiamo trovato la soluzione, producendo il componente suddiviso in più elementi e poi assemblandolo. ”

In stretta collaborazione con Christophe, gli studenti hanno anche simulato ipotesi di condizioni di carico, per verificare la resistenza del componente alle prevedibili sollecitazioni.

Per ARRK è arricchente proporre una preparazione pratica agli studenti della Centrale Lyon. Trasmettere le conoscenze è un piacere che si alimenta dell’entusiasmo di un gruppo appassionato e ansioso  di apprendere. 

Sulla strada del successo!

Alla fine, la vettura Invictus di EPSA è risultata corrispondente ai criteri prestabiliti per il progetto (205 kg, 185 km/h di velocità massima, da 0 a 100 in 3,9 secondi)

ma, soprattutto, ha consentito a tutti i suoi ideatori e ai loro partner di sfolgorare, attraverso gli eccezionali risultati conseguiti in occasione delle tre edizioni di Formula Student 2021.

Tra le 800 scuderie partecipanti al campionato (600 con motore termico e 200 con elettrico), di cui cinque francesi, Invictus ha battuto parecchi record:  

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Prototipo dell’automobile vincitrice della Formula Student Germania 2021 – © EPSA

– 1o posto nella prova di Accelerazione (75 metri in rettilineo il più velocemente possibile) in Germania, davanti ai migliori team del mondo e all’esordio EPSA!

– 3° posto in Accelerazione e 2° alla prova dei Costi (calcolo delle spese valutato con estrema rilevanza) nei Paesi Bassi.


– Conclusione della prova di Endurance (22 km in due staffette di 11 km sullo stesso circuito dell’autocross) in Austria e in Germania: sicuramente non un’impresa semplice! Per i team, è una specialità particolarmente impegnativa, poiché durante la corsa i prototipi subiscono numerosi stress fisici e parecchi veicoli non giungono al traguardo.

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Scuderia Piston Sport Auto 2021 – © EPSA

ARRK è particolarmente orgogliosa di ribadire per il 2022 il suo sostegno nella fabbricazione del primo veicolo al 100% elettrico ideato dagli studenti dell’EPSA. Questo sistema di propulsione innovativo rappresenterà un’autentica sfida, che porrà rilevanti questioni di carattere scientifico e legate alla sicurezza. 

Il loro obiettivo in termini di prestazioni: da 0 a 100 km/h in 4 secondi e un percorso endurance di 35 minuti senza pause, con una massa inferiore a 250 kg.

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