Pronti per la stampa

I pistoni sono tra i componenti più sollecitati di un motore. Porsche ha realizzato i primi esemplari utilizzando la stampa in 3D. Proprio per il motore ad alte prestazioni della 911 più aggressiva

Illustrazioni: Design Hoch Drei


Un progetto di ricerca ambiziosissimo: per i primi pistoni prodotti utilizzando il processo di stampa in 3D, Porsche ha scelto il motore biturbo a sei cilindri da 515 kW (700 CV) della Porsche 911 GT2 RS. La logica che ha guidato questa scelta: se i componenti reggono sulla vettura sportiva Porsche GT più potente mai costruita, allora resisteranno in qualsiasi propulsore. 

Il vantaggio decisivo della stampa in 3D risiede nella maggiore libertà di progettazione rispetto ai componenti forgiati o fusi. I componenti possono essere creati pressoché in qualsiasi geometria, senza dover realizzare in via preliminare utensili o stampi. La stampante viene alimentata direttamente con i dati di costruzione, quindi non vi sono limitazioni dovute alle macchine utensili. In questo modo si è potuto integrare nella base del pistone stampato in 3D un canale di raffreddamento chiuso che non sarebbe stato realizzabile con metodi convenzionali. Il canale in filigrana riduce di 20 gradi il carico termico sugli anelli del pistone. I pistoni stampati sono inoltre più rigidi e del 10% più leggeri rispetto ai componenti prodotti in modo convenzionale. Pertanto, consentono di ottenere regimi più elevati con una combustione ottimizzata. In conclusione, sono concepibili fino a 30 CV di potenza in più con una maggiore efficienza. 

Il processo utilizzato per i pistoni si chiama Laser Metal Fusion (LMF). I componenti vengono creati strato per strato da un letto di polvere – in questo caso riempito con una speciale lega di alluminio. Nella camera di processo, lo stratificatore spinge la polvere dal serbatoio di riserva sul cilindro di costruzione, creando uno strato. La polvere in eccesso si raccoglie nel serbatoio di troppo pieno. Un raggio laser riscalda quindi la superficie della polvere in base al contorno del pezzo, fondendola per formare uno strato metallico solido e legandola agli strati inferiori già fusi. Poi, il cilindro di costruzione si abbassa e lo stratificatore applica di nuovo della polvere. I pistoni emergono quindi gradualmente dalla polvere. 

Nel rigoroso controllo di qualità, i pistoni stampati in 3D hanno superato un test di resistenza di 200 ore sul banco di prova del motore. In stretta collaborazione con i propri partner Mahle e Trumpf, Porsche ha raggiunto così un risultato fondamentale, la cui qualità viene garantita con l’azienda ottica Zeiss. 

Porsche utilizza già con successo processi di produzione additivi in altri campi. Ad esempio, per il sedile avvolgente Bodyform stampato in 3D nelle gamme 911 e 718, nella riproduzione di pezzi di ricambio per vetture classiche nonché nel motorsport.

Heike Hientzsch
Heike Hientzsch

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