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Renishaw realizza la punta del musetto per l'automobile supersonica BLOODHOUND.

BLOODHOUND SSC si rivolge a Renishaw per la competenza nella stampa 3D.

Infrangere ben più della barriera del suono

L'obiettivo di BLOODHOUND non è solo quello di infrangere la barriera del suono, ma anche di essere il primo veicolo terrestre a superare i 1609 km/h - a questa velocità, significa percorrere 4,5 campi da calcio al secondo.

Gran parte dell'abitacolo e del muso è fatta di resina epossidica rinforzata con fibra di carbonio. Durante il tentativo di superare il record, l'auto verrà sottoposta a un attrito superficiale superiore a 20.000 kg/m². Tuttavia, poiché la punta del muso è sul "bordo d'attacco", sarà questa ad assorbire la maggior parte di questo carico, fino a 12.000 kg/m².

Cono cavo

La profondità della tasca cava è di 130 mm, ed è rastremata. Se la punta del muso dovesse essere lavorata per asportazione, la dimensione dell'utensile dovrebbe crescere con la profondità del pezzo per mantenere la rigidezza, e questo andrebbe a condizionare la forma realizzabile. La produzione additiva invece, nonostante sia sottoposta ad alcune regole di progettazione, rende molto più facile la creazione di forme innovative.

Lega di titanio, scarti ridotti al minimo

Le lega di titanio Ti-6Al-4V è facile da lavorare con produzione additiva, e l'inclusione di caratteristiche complesse non costa un centesimo in più. La lavorazione con materiali particolari richiede le stesse tempistiche dei materiali più comuni, e poiché viene consumato solo il materiale effettivamente necessario, può risultare più conveniente del previsto. La struttura interna a nido d'ape è più complessa di una parete uniforme e utilizza meno materiale, quindi risulta più economica da produrre.

Progettazione robusta

Il nido d'ape esagonale è una progettazione intrinsecamente robusta; ma il suo utilizzo nelle superfici interne sarebbe estremamente complesso con qualsiasi altro metodo di lavorazione. Attualmente, le capacità in termini di produzione fisica superano quelle di progettazione digitale. I software stanno però migliorando rapidamente per sfruttare le nuove potenzialità di progettazione; è facile prevedere che ci saranno altre progettazioni ispirate alla natura (alcune delle migliori), nonché altri metodi iterativi come l'ottimizzazione topologica.

Prototipi perfettamente funzionanti in pochi giorni

I tecnici Renishaw e i progettisti Bloodhound hanno collaborato per includere elementi di riduzione del peso nella punta del muso: i prototipi risultanti sono stati stampati poco tempo dopo. Il punto forte di questa catena di fornitura è che non ci sono ritardi esterni: il metodo convenzionale implicherebbe ritardi per attendere la fornitura del materiale corretto (spesso con una quantità minima d'ordine), l'attrezzeria, la revisione del progetto e la convalida (se l'attrezzeria richiede importi notevoli, il progetto deve essere concordato e 'congelato'.) La produzione additiva riduce il ciclo di sviluppo e prototipazione da diversi mesi a pochi giorni e libera gli ingegneri, mentre i prototipi possono essere realizzati senza investimenti specifici sui componenti. Il prototipo può essere testato e affinato per determinare i futuri miglioramenti.

Pronto per la produzione

Questa tecnologia è eccellente per i prototipi ma Renishaw tiene molto a sottolineare che può offrire soluzioni pronte per la produzione; infatti la utilizza internamente per produrre componenti personalizzati per il settore odontoiatrico e inserti per utensili. I componenti raggiungono una densità del 99,5%, quindi meglio dei componenti prodotti a colata, e risultano adatti a molte applicazioni. La pressatura isostatica a caldo (HIP) è una tecnologia di postprocessing consolidata che può essere utilizzata per garantire la densità e migliorare ulteriormente le proprietà del materiale. Essa può essere utilizzata se i componenti verrano spinti fino ai loro limiti di progettazione.

Sviluppo dei materiali

Renishaw dispone di un team specialistico focalizzato sulle scienze e lo sviluppo dei materiali, per generare dati sulle prestazioni dei materiali e garantire che tutti quelli utilizzati da Renishaw soddisfino o superino gli standard industriali correnti per i metodi tradizionali.

Soluzioni intelligenti

Renishaw offre un servizio di revisione sui modelli CAD a chiunque sia interessato ad utilizzare i suoi sistemi di fusione laser nelle proprie linee produttive. I vostri componenti o assemblaggi verranno esaminati dai tecnici specializzati Renishaw, che potranno fornirvi suggerimenti utili e consigli sul design del prodotto, eseguire elaborazioni digitali del modello e sviluppare un componente campione con una delle macchine AM250 disponibili in sede. Su richiesta, verranno inoltre forniti rapporti preliminari e di ispezione, insieme a una stima del costo del componente. Contatta l'ufficio Renishaw più vicino per
ulteriori informazioni.

Superfici complesse di grande precisione

Nonostante le superfici del poliedro appaiano piatte, esse presentano in realtà curve sottili che contribuiscono all'aerodinamica. Renishaw calibra il laser che crea questo componente ad una precisione di ± 50 µm sul letto di 250 mm, in modo da poter riprodurre con precisione la geometria del modello CAD.

Riteniamo che il vantaggio principale offerto dall'utilizzo del processo di produzione additiva per la punta del muso sia la possibilità di creare una punta cava per minimizzare il peso. Lavorare questo componente in maniera convenzionale sarebbe estremamente complesso e richiederebbe compromessi in termini di progettazione, sprecando inoltre fino al 95% della dispendiosa materia prima.

Dan Johns, BLOODHOUND SSC.

Grafico delle pressioni aerodinamiche sulla Bloodhound

Grafico delle pressioni aerodinamiche sulla BLOODHOUND che mostra la concentrazione sulla punta del muso

Immagine gentilmente concessa da BLOODHOUND SSC