Circa 2.000 componenti per il modello in galleria del vento prodotti tramite stampa plastica 3D

Un mese fa Romain Dumas e la I.D. R Pikes Peak hanno segnato il nuovo record assoluto di 7:57,148 minuti alla Pikes Peak International Hill Climb. Per gli ingegneri della Volkswagen Motorsport la corsa contro il tempo è durata ben di più: circa otto mesi. Nel motorsport è un periodo molto breve ma è il tempo che i tecnici hanno avuto a disposizione per sviluppare la prima auto da competizione totalmente elettrica della Volkswagen.

Il successo della loro impresa è dovuto anche ai metodi innovativi adottati durante le fasi di sviluppo e di test. “In galleria del vento con il modello in scala 1:2 della
I.D. R Pikes Peak abbiamo guadagnato molto tempo usando la stampa 3D”, spiega Benjamin Ahrenholz, Responsabile Calcolo e Simulazioni della Volkswagen Motorsport. Basandosi sulle sue indicazioni, gli esperti di aerodinamica hanno provato centinaia di configurazioni diverse per i dettagli del telaio dell’elettrica da competizione. “Grazie alla stampa 3D abbiamo realizzato circa 2.000 parti singole per la galleria del vento, a volte utilizzando più stampanti che lavoravano in contemporanea”, spiega Ahrenholz.

Questi componenti erano a disposizione della squadra in pochi giorni.
“Nel caso della produzione normale, per esempio con la fibra di carbonio, ci sarebbero volute addirittura settimane”, dice Ahrenholz. Giorni che, visti i tempi stretti, gli ingegneri semplicemente non avevano.

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In particolar modo perché la produzione di componenti in fibra di carbonio richiede la realizzazione di stampi complicati e costosi. Un vantaggio della stampa tridimensionale è la possibilità di produrre pezzi unici.

Per ragioni tecniche i componenti stampati in 3D usati in fase di sviluppo della I.D. R Pikes Peak non potevano superare i 50 centimetri. “Un esempio del tipo di parti stampate è la copertura lamellare superiore dei passaruota anteriori”, spiega Ahrenholz. “Mentre abbiamo dovuto realizzare in alluminio il grande alettone posteriore nel modello in scala 1:2”. La varietà dei pezzi spaziava da una staffa di pochi centimetri per un sensore ai complessi canali di raffreddamento di batterie e freni.

Poiché le stampanti 3D lavorano polimeri plastici relativamente morbidi, i componenti realizzati con questa tecnica non possono reggere grandi carichi meccanici. “Questo ha una rilevanza relativa in galleria del vento”, dice Ahrenholz. Solo le parti ritenute perfette in fase di test vengono poi realizzate in fibra di carbonio o metallo. A volte, gli ingegneri sono riusciti a utilizzare componenti stampati in 3D nell’attesa che arrivasse il pezzo definitivo. “Così non abbiamo dovuto sospendere i test solo perché una parte non era ancora pronta”, ricorda Ahrenholz.

Alcuni componenti realizzati con la stampante 3D sono arrivati direttamente sull’auto da competizione. Si tratta solo di piccole parti la cui forma sarebbe stata molto complessa da realizzare tramite altri metodi di produzione, come stampo o laminazione, e le cui dimensioni non dovevano sottostare a tolleranze troppo stringenti. La plastica usata nel processo viene riscaldata perché deve essere viscosa per essere erogata dagli ugelli della stampante. I componenti prodotti in questo modo si restringono leggermente quando si raffreddano, pertanto le dimensioni finali non possono essere determinate con precisione. Per questa ragione le uniche parti stampate in 3D sulla I.D. R Pikes Peak utilizzate nel record del 24 giugno erano componenti ausiliari come staffe e leve. Anche loro, però, hanno avuto un ruolo determinante.

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