Innovazione e leggerezza: il Design for Additive Manufacturing di Weerg

Il Design for Additive Manufacturing (DfAM) rappresenta un approccio progettuale innovativo, capace di rivoluzionare i processi produttivi attraverso le potenzialità offerte dalla stampa 3D. Permette infatti di superare i limiti imposti dai metodi tradizionali, aprendo la strada a nuovi standard di leggerezza, performance e libertà geometrica.

Tra le tecnologie più avanzate in questo ambito, spicca la Multi Jet Fusion (MJF) di Weerg, che sfrutta pienamente i vantaggi del DfAM per realizzare componenti dalle geometrie complesse e dalle prestazioni elevate, impossibili da ottenere con le tecniche convenzionali

DfAM: un nuovo approccio alla progettazione industriale

Tradizionalmente, la progettazione di componenti industriali è sempre stata condizionata dai limiti tecnici delle tecnologie sottrattive. Stampi, utensili e processi meccanici impongono restrizioni su spessori minimi, raggi di raccordo, direzioni di estrazione e tolleranze specifiche. Questi vincoli si traducono in tempi di set-up lunghi, costi elevati e scarsa flessibilità.

Con l’introduzione dell’Additive Manufacturing e, in particolare, della tecnologia Multi Jet Fusion (MJF) adottata da Weerg, molte di queste limitazioni sono state superate. La possibilità di costruire un oggetto strato dopo strato consente una libertà geometrica totale e una rapidità nelle iterazioni di design senza paragoni rispetto ai metodi tradizionali.

Weerg, che detiene il più grande parco macchine MJF al mondo, ha integrato questa tecnologia nel proprio flusso produttivo, permettendo ai clienti di beneficiare di tempi di produzione ridotti e geometrie prima impensabili. Il Design for Additive Manufacturing consente di ottimizzare i progetti fin dalle prime fasi, puntando a soluzioni più leggere, robuste ed economicamente sostenibili.

Riduzione del peso e strutture alleggerite

Uno degli obiettivi principali del DfAM è quello di minimizzare il peso dei componenti senza sacrificare la resistenza strutturale. Questo risultato è ottenuto grazie all’impiego di strutture reticolari e lattice, che permettono di mantenere elevate performance meccaniche utilizzando una quantità ridotta di materiale.

Le strutture reticolari, chiamate lattice parametrico, possono essere progettate con densità variabili e conformazioni specifiche per rispondere in modo ottimale alle sollecitazioni locali. In questo modo, si ottiene una riduzione del peso fino al 70-80% rispetto a un componente pieno tradizionale.

Un ulteriore vantaggio della manifattura additiva è l’integrazione funzionale. Grazie alla stampa 3D, è possibile realizzare pezzi cavi con pareti sottili, facilitando l’inserimento di cablaggi o condotti interni senza necessità di operazioni di assemblaggio successive.

Con la tecnologia MJF di Weerg, queste strutture leggere possono essere realizzate in materiali ad alte prestazioni come il Nylon PA12, garantendo un eccellente rapporto tra peso e resistenza meccanica.

Ottimizzazione topologica: la progettazione intelligente

Il Design for Additive Manufacturing non si limita all'alleggerimento dei componenti, ma promuove anche l'ottimizzazione topologica. Attraverso software avanzati di simulazione agli elementi finiti (FEA), è possibile individuare la distribuzione ottimale del materiale, mantenendo la resistenza dove necessario e rimuovendo il superfluo:

• Definizione dei carichi e dei vincoli, dove vengono analizzati i punti di forza e le pressioni esercitate sul componente.

• Generazione automatica della forma, con il software che restituisce un modello scheletrico, ottimizzato per le sollecitazioni ricevute.

• Affinamento del progetto, che prevede l'aggiunta di fori, raccordi e superfici di contatto per migliorare la compatibilità con le parti esterne.

• Validazione strutturale, con nuove simulazioni FEA per verificare la resistenza del componente e apportare eventuali correzioni.

Grazie a questo approccio, si riduce significativamente il peso dei componenti, migliorando al contempo la distribuzione delle sollecitazioni meccaniche e aumentando la vita utile del prodotto.

Oltre i limiti della produzione tradizionale

Una delle grandi innovazioni apportate dall’Additive Manufacturing risiede nella totale eliminazione di vincoli legati a stampi e utensili. Nella produzione tradizionale, ogni modifica al progetto comporta spesso la realizzazione di nuovi stampi o la regolazione di macchinari, con costi e tempi aggiuntivi.

Con la tecnologia MJF di Weerg, queste limitazioni scompaiono. È possibile produrre un nuovo prototipo in poche ore, senza necessità di attrezzature specifiche. Inoltre, non esistono restrizioni di forma: fori inclinati, geometrie complesse, anse e sotto-tagli possono essere realizzati senza difficoltà.

Questa flessibilità permette di rispondere rapidamente alle esigenze del mercato, riducendo i tempi di consegna fino all’80% rispetto ai cicli produttivi tradizionali.

Libertà geometrica e integrazione funzionale

Uno dei principali vantaggi del DfAM è la possibilità di progettare senza vincoli geometrici. Con MJF, il progettista non deve più adattarsi ai limiti imposti da uno stampo o da un utensile.

È possibile realizzare forme complesse e ibride, combinando superfici classiche con elementi reticolari o organici. Questa libertà progettuale si traduce in un miglior rapporto peso/prestazioni, con componenti ottimizzati per dissipare vibrazioni, assorbire energia e ridurre lo stress strutturale.

Weerg permette poi di integrare funzioni aggiuntive direttamente nel componente, eliminando la necessità di viti, bulloni o collegamenti meccanici.

Applicazioni in tantissimi ambiti specialistici

La versatilità del Design for Additive Manufacturing, combinata con l'efficienza della tecnologia MJF, apre la strada a numerose applicazioni in diversi settori:

• Automotive: realizzazione di supporti leggeri per impianti di fissaggio, condotti interni per ottimizzare i flussi d'aria ed elementi aerodinamici caratterizzati da strutture reticolari che riducono la turbolenza.

• Aerospaziale: produzione di parti strutturali alleggerite per l'industria aeronautica, componenti per droni rinforzati internamente con reticoli e manifold di carburante ottimizzati per migliorare l'efficienza.

• Medicale: sviluppo di scaffolds ossei personalizzati, dispositivi ortopedici con densità differenziata e guide chirurgiche anatomiche su misura.

• Industriale: fabbricazione di giunti di tubazioni, morsetti, staffe dalle geometrie complesse e pezzi di ricambio su richiesta per macchinari fuori produzione.

Un servizio completo e innovativo

Weerg, con il suo parco macchine MJF, offre un servizio completo che va dal caricamento del file CAD alla consegna del pezzo finito. La piattaforma online consente di ottenere preventivi immediati, monitorare la produzione in tempo reale e ricevere i componenti stampati in 24-48 ore.

Questa rapidità, unita alla possibilità di realizzare componenti ottimizzati e leggeri, rende Weerg un punto di riferimento per aziende attive anche nei settori più sfidanti. Da un approccio “manufacturing-driven” si passa così a uno “design-driven”, dove l’oggetto nasce già ottimizzato e pronto per essere prodotto.