Additive Manufacturing: opportunità per il settore Automotive

La produzione additiva, chiamata anche manifattura additiva, è una tecnologia di fabbricazione che consente di creare oggetti tridimensionali, sovrapponendo materiale progressivamente strato dopo strato.

Definizione e funzionamento
A differenza della lavorazione sottrattiva, che modella un blocco eliminando materiale fino a ottenere la forma finale, questa tecnica costruisce direttamente la geometria desiderata.

La stampa 3D, cioè la manifattura additiva, permette la realizzazione di componenti complessi con forme difficilmente raggiungibili tramite procedimenti convenzionali di fabbricazione tradizionale.
Il processo ha inizio da un modello CAD tridimensionale, scomposto in sezioni sottili, che guida la macchina nel deposito sequenziale di materiale sino al completamento. 

La produzione additiva trova impiego in numerosi ambiti, come automotive, aerospazio, settore medico, beni di consumo e strumenti per l’industria manifatturiera avanzata. Oltre all’uso per la prototipazione rapida, la tecnologia viene sempre più sfruttata nella realizzazione di componenti funzionali e nella produzione limitata di piccoli lotti.

La manifattura additiva costituisce un’autentica rivoluzione industriale, offrendo ampie possibilità di personalizzazione, maggiore efficienza produttiva e libertà progettuale rispetto ai metodi di fabbricazione convenzionali.
La varietà dei materiali impiegabili, la flessibilità nella creazione di geometrie e la sostenibilità rendono oggi la stampa 3D una tecnologia estremamente versatile.

Più efficienza e compatibilità
Le tecniche di manifattura additiva vengono generalmente classificate secondo tre criteri fondamentali: il tipo di processo impiegato, il metodo di creazione del componente e il materiale utilizzato.

Nella realizzazione di parti per macchinari e attrezzature industriali, i progettisti privilegiano principalmente metalli o leghe, sebbene i polimeri stiano trovando crescente spazio applicativo.

I materiali polimerici offrono vantaggi come peso ridotto, resistenza alla corrosione, buone proprietà meccaniche e termiche, isolamento elettrico, oltre a biocompatibilità e biodegradabilità in alcune formulazioni. Esistono polimeri additivati capaci di rispondere a stimoli esterni — temperatura, luce, campi elettrici o magnetici, umidità, pH — modificando forma e proprietà fisico-chimiche.
Tali materiali vengono utilizzati per realizzare strutture complesse capaci di adattarsi a variabili ambientali, trovando applicazioni settori automobilistici, aerospaziali, ingegneristici e medici.

Soluzioni emergenti dell’Additive Manifacturing nell’Automotive
Le tecniche additive vengono sempre più applicate nella produzione di parti e sottosistemi dei veicoli di ultima generazione, rispondendo a esigenze di efficienza e sostenibilità.
La domanda crescente di mobilità sostenibile ha reso l’uso di soluzioni additive imprescindibile nella realizzazione di motori, trasmissioni e componenti di design automobilistico.
La manifattura additiva accompagna l’intero ciclo di vita del veicolo, dall’ideazione iniziale fino alle fasi di re-manufacturing e manutenzione programmata delle diverse parti.

Quali sono le 3 principali tecniche di manifattura additiva impiegate in questo segmento?

1.    Modellazione  a deposizione fusa
Una tecnologia di produzione additiva molto diffusa per la stampa 3D. Si basa su un filamento di materiale termoplastico che viene spinto attraverso un ugello riscaldato, dove il materiale si fonde e viene estruso. Il materiale fuso viene depositato strato dopo strato su un piano di stampa formando gradualmente l'oggetto tridimensionale.
Dopo l'estrusione, il materiale si raffredda e solidifica, fondendosi agli strati sottostanti, fino a completare l'oggetto.
È una tecnologia economica e accessibile, adatta per la prototipazione rapida e la produzione di piccole serie.

2.    Stereolitografia
Basata sulla fotopolimerizzazione di resine liquide fotosensibili che si solidificano quando esposte a raggi ultravioletti (UV). Questo processo costruisce oggetti tridimensionali strato dopo strato partendo da un modello digitale.
La stereolitografia (SLA) utilizza un serbatoio di resina liquida fotosensibile, solidificata selettivamente da un laser UV che segue il modello 3D strato per strato.
Dopo ogni polimerizzazione, la piattaforma di costruzione si abbassa permettendo la stesura di un nuovo strato di resina, che viene successivamente indurito fino a formare l’oggetto.
Alta precisione e risoluzione, con  finitura molto dettagliata rispetto ad altre tipologie di tecnologie.

3.    Getto di legante
La tecnologia a getto di legante, nota anche come Binder Jetting (BJ), è un processo di stampa 3D che utilizza un legante liquido per unire particelle di materiale in polvere strato dopo strato. Una testina simile a quella di una stampante a getto d'inchiostro deposita gocce di legante sulle aree desiderate di uno strato di polvere precedentemente steso. Questo processo viene ripetuto strato per strato fino a costruire l'oggetto completo. Permette di stampare geometrie complesse senza la necessità di strutture di supporto, poiché la polvere non legata funge da supporto naturale. 

La produzione additiva, dunque, potrebbe essere considerata una leva strategica per l’industria automotive? Alcune applicazioni  potrebbero essere incisive non solo sulla realizzazione di componenti più leggeri, affidabili ed efficienti, ma anche sull’ottimizzazione di parti cruciali come trasmissioni e ingranaggi. L’evoluzione tecnologica ha aperto la strada a soluzioni innovative che spaziano dalla creazione di ricambi personalizzati, anche in assenza di modelli pregressi, alla riprogettazione basata sull’ottimizzazione topologica, con un impatto diretto in termini di sostenibilità.

Inoltre, la possibilità di riparare e rigenerare componenti di alto valore, restituendoli a condizioni pari al nuovo, consolida l’additive manufacturing come tecnologia abilitante, destinata a giocare un ruolo sempre più centrale nel futuro del settore.