Sappiamo che con la stampa 3D è possibile creare prototipi e mock-up di automobili altamente convincenti, rappresentativi e funzionali in breve tempo, a un costo molto inferiore rispetto ai metodi tradizionali. Ma questo è solo un modo di impiegarla nel settore automotive. Ce ne sono molti altri. Uno di questi comprende la creazione di dispositivi di analisi e monitoraggio che non fanno parte dell’automobile stessa ma che sono applicati su di essa o su alcuni suoi componenti. In questo caso studio vi parliamo appunto di un sistema per l’ottenimento di dati relativi alle prestazioni di uno pneumatico in condizioni reali di utilizzo, con telaio realizzato tramite stampa 3d.
Carlos Sebastian Nerini è un ricercatore italo-argentino ed imprenditore. Lavora in varie realtà, tra queste vi è un gruppo di ricerca dell’Università di Buenos Aires ed il Progetto di Ricerca sulla Misurazione delle Interazioni di un Veicolo (VIM-RP). Il progetto VIM-RP è una ricerca tutta incentrata nel campo della dinamica del veicolo, potenziata dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Buenos Aires e dai corsi di laurea magistrale in “Design and Development of Vehicle Dynamics” e “Race Engineering” dell’Università degli Studi di Pavia, oltre che dal l’Ambasciata Argentina in Italia.
La ricerca nasce in 2018 ed è svolta da un gruppo di ingegneri e ricercatori indipendenti in collaborazione con aziende leader del settore della mobilità. Le ultime sperimentazioni del progetto hanno avuto inoltre il supporto di Stellantis e Michelin, celebri produttori di automobili e pneumatici.
Stimolati dalle necessità deI progetto, i ricercatori del VIM-RP hanno ideato e sviluppato un dispositivo per l’analisi delle prestazioni di pneumatici in condizione reale, che è attualmente protetto in fase di brevetto. 3DiTALY si è confermato partner tecnologico essenziale, soprattutto nell’ultima sessione sperimentale del VIM-RP. Per la fabbricazione del prototipo funzionale, sono state coinvolte le sedi 3DiTALY di Torino e di Roma ed il modello realizzato é stato testato nel campo prove di Michelin a Ladoux (Francia). Dalla produzione nei laboratori 3DiTALY al test su strada è trascorsa una sola settimana.
Il fatto che il dispositivo sia stato istallato e usato con successo senza iterazioni (in modo plug and play) é senza dubbi un vero traguardo ingegneristico tra il team VIM-RP che ha sviluppato un design affidabile e robusto, e il team 3DiTALY che ha subito interpretato le esigenze tecnologiche-costruttive dell’applicazione. Grazie all’utilizzo della stampante 3d Fuse 1+ (tecnologia SLS di Formlabs) è stato possibile realizzare i componenti in tempi record rispettando le precisioni dimensionali del progetto CAD.
Ma in cosa consiste nello specifico di questo dispositivo? Trattasi di un sistema di misurazione e raccolta dati relativi alle prestazioni di uno pneumatico quando è sotto stress in condizione reale. Il telaio é composto da una decina di componenti, molti realizzati tramite la stampa 3D; il più grande dei quali arriva a circa 20 cm di ingombro sul lato massimo. Sul telaio si fissano diversi trasduttori di precisione che permettono, tra le altre cose, di misurare con estrema accuratezza l’orientazione della ruota in condizione reale di marcia rispetto alla terra.
“L’obiettivo tecnico del progetto VIM-RP è misurare le interazioni veicolo-uomo-ambiente con il massimo livello di accuratezza, in un’ampia gamma di condizioni del mondo reale. Il prossimo obiettivo di VIM-RP è quello scientifico. Cioè, costruire conoscenze e modelli accurati e realistici, partendo da solide prove fisiche e ricorrendo a diverse discipline della scienza. L’obiettivo più alto della ricerca è generare un impatto sociale positivo attraverso opportunità di trasferimento tecnologico”. afferma lo stesso Carlos Sebastian Nerini, tra i maggiori sviluppatori del dispositivo.
La visione del VIM-RP è quindi quella di rivelare prove fisiche critiche dal mondo reale al fine di raggiungere ambienti di simulazione più realistici. Nella nuova era della mobilità intelligente, i modelli realistici sono la chiave per proiettarci in un futuro di veicoli autonomi, sicuri ed efficienti, con una effettiva riduzione di tempi e costi. Tutto questo attraverso lo sviluppo di veicoli virtuali che riducono la fase di prototipazione e test empirici.
La missione che si prefigge Carlos è prima di ogni cosa dare un contributo allo studio sull’interazione veicolo-ambiente in una condizione reale. Una delle piú importanti di queste interazioni, è quella del pneumatico con la strada. Solitamente, la ricerca e lo sviluppo sull’interazione pneumatici-strada si fa tramite simulazioni di laboratorio o virtuali. Questo perché c’è una grande difficoltà nell’ottenere dati trattabili in condizione reali ed isolare i multipli effetti. Misurare forze e movimenti della ruota per poi costruire conoscenze sperimentali sull’interazione fisica pneumatico-strada, é un compito che richiede anni di innovazione e ottimizzazione metodologica affrontati inizialmente senza garanzie di successo.
Ecco perché non é una sfida normalmente affrontata dall’industria, che ha altri tempi e fa investimenti con rischi controllati. Invece, in un contesto di innovazione e ricerca universitaria, un team dinamico di visione imprenditoriale riesce ad aumentare le probabilità di successo di fronte a sfide tecniche di questa tipologia. Questa è la formula del progetto VIM-RP.
I componenti del telaio sono stati stampati in 3D dalle nostre sedi tramite sinterizzazione con stampante 3D Formlabs Fuse 1+. Carlos ed il suo team, dopo un confronto con Calogero Di Filippo, responsabile della sede torinese di 3DiTALY, ha scommesso su una tipologia di nylon che ha vinto sul metallo. Il metallo poi pesa tanto e avrebbe alterato la raccolta dati. Inoltre, le forme più complesse sono facili da fare con la sinterizzazione di polvere di nylon. Le prestazioni sul campo si sono rivelate ottime, nonostante il materiale sia stato a lungo tempo a contatto con ruote in movimento, ad alta velocità e in forte vibrazione.
“Nel raggiungimento del suo obiettivo tecnico, il VIM-RP affronta la progettazione e lo sviluppo di applicazioni personalizzate per la misurazione dei veicoli, mediante l’utilizzo di tecnologie al passo con i tempi” commenta Carlos. E prosegue: “High-tech, competenza e innovazione sono elementi chiave per consentire al team di eseguire costantemente misurazioni di avanguardia sui veicoli. Una delle sfide del team VIM-RP è stata lo sviluppo di un dispositivo innovativo per misurare il movimento del piano delle ruote rispetto al suolo in condizioni reali. 3DiTALY ha collaborato alla stampa 3D del telaio del dispositivo ad altissima precisione che fornisce informazioni fondamentali per l’analisi dinamica dei pneumatici e del veicolo.”
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