Scintilla luminosa: Markforged sulla tecnologia di stampa 3D in rame

Il viaggio verso veicoli a emissioni zero inizia con piccoli componenti. Claudia Schergna parla con Markforged di come la sua tecnologia di stampa 3D in rame aiuta i progettisti di automobili a creare parti con efficienza

Il mercato automobilistico sta già registrando un’enorme crescita dei veicoli elettrici (EV). Il solo mercato del Regno Unito è cresciuto di oltre l’800% tra il 2016 e il 2022 e si prevede che diventerà la forza trainante delle vendite di auto nuove negli anni a venire. Nonostante la domanda, i produttori automobilistici hanno riferito di avere difficoltà a raggiungere la redditività a causa delle sfide produttive. Anche se intere catene di fornitura sono costruite attorno ai veicoli elettrici, i loro componenti rimangono estremamente complessi da produrre in modo efficiente.

Come in molti altri settori, l’utilizzo della produzione additiva (AM) nel settore automobilistico per prototipare componenti rappresenta un’opportunità per accelerare il time-to-market e risparmiare risorse. NUOVO

Il materiale in rame puro e il sistema Metal X di Markforged vengono utilizzati nella ricerca e sviluppo automobilistico per prototipare componenti come sbarre collettrici al fine di ridurre i costi e ottimizzare i progetti.

Una sbarra collettrice è una barra metallica elettroconduttiva che distribuisce la corrente ai sottosistemi in applicazioni elettriche intensive. Si tratta quindi di un componente essenziale quando si tratta di ottenere prestazioni elettriche ottimali nei veicoli elettrici.

Progettare la sbarra collettrice giusta può essere complesso poiché gli ingegneri devono lavorare con molteplici vincoli. In particolare, una progettazione fattibile richiede che funzionino entro i limiti sia del fattore di forma che dei requisiti di dissipazione del calore.

Le sbarre collettrici dei veicoli elettrici sono generalmente realizzate in rame puro, a causa dell'elevata conduttività elettrica del materiale. Ma nonostante le sue eccellenti proprietà elettriche, il rame è difficile da lavorare nella produzione tradizionale, il che si traduce in prezzi elevati e tempi di consegna lunghi. Per alleviare queste sfide, la stampa 3D in metallo è il candidato perfetto.

Dato che potrebbero essere necessarie diverse iterazioni per creare una parte ottimizzata, questi costi elevati e tempi di consegna lunghi possono costringere i progettisti a scendere a numerosi compromessi e i vincoli di tempo possono portare a progetti meno ottimali.

Stampando in 3D rame puro per prototipare progetti di sbarre collettrici, i fornitori di veicoli elettrici possono godere di numerosi vantaggi competitivi. La capacità di stampare in 3D in rame puro consente ai fornitori di veicoli di ridurre i costi su ogni iterazione ed evitare lunghi tempi di consegna dovuti a colli di bottiglia nei centri di lavorazione. Consente inoltre agli ingegneri di testare rapidamente progetti più sperimentali.

Markforged stima che un processo di produzione tradizionale per la creazione di un prototipo di sbarre collettrici costerebbe in genere circa oltre £ 160 per iterazione, con un tempo di consegna di tre settimane. Al contrario, stampare un prototipo di sbarre collettrici con il sistema Metal X in rame puro costerebbe solo circa 45 sterline, con un tempo di consegna di soli tre giorni.

Ciò significa che Metal X può eseguire 9 iterazioni nello stesso tempo necessario per ottenere una sola iterazione attraverso la fabbricazione tradizionale, consentendo agli ingegneri di testare i progetti durante il tempo che altrimenti verrebbe impiegato in attesa dell'arrivo delle parti.

Markforged Metal X non è l'unica tecnologia ad offrire la possibilità di stampare il rame, ma l'azienda afferma che è l'unica che consente di stampare il rame puro, necessario per la fabbricazione di sbarre collettrici, poiché altre leghe di rame non darebbero le stesse prestazioni .

La capacità di produrre prototipi stampati in 3D è estremamente preziosa, con una fabbricazione rapida che ha un effetto rivoluzionario sul flusso di lavoro e libera preziosa larghezza di banda dei macchinisti e riduce i costi associati all’utilizzo di servizi di terze parti per ottenere prototipi in mano.

Oltre alle sbarre collettrici, il rame puro stampato in 3D viene utilizzato anche per applicazioni per veicoli elettrici come dissipatori di calore, scambiatori e piastre fredde.

Capacità di prototipazione più rapide rappresentano un grande impulso ai cicli di progettazione, rendendo possibili livelli di ottimizzazione più elevati rispetto alla produzione tradizionale.

Queste caratteristiche sono particolarmente cruciali per le applicazioni in cui l’ottimizzazione di tempo e denaro è una priorità e lo sviluppo di veicoli elettrici è uno dei settori in cui queste pressioni si fanno sentire maggiormente.