Sbloccare le innovazioni nell'utensileria: Conversazione con Vilas Ravindra Dulipeta di AarKel Tool and Die

30 ottobre 2024 | Tempo di lettura: 5 min.

In un'avvincente puntata dell'Additive Snack Podcast, il conduttore Fabian Alefeld intervista Vilas Ravindra Dulipeta, leader del settore della produzione additiva (AM) presso AarKel Tool and Die. La discussione fa luce sul ruolo trasformativo dell'AM nell'industria degli utensili, mostrando come AarKel sia uno dei principali trendsetter.

Fondata nel 1977, AarKel è cresciuta fino a diventare una potenza globale nella produzione di utensili e stampi, con sedi in Canada, Messico, India e Stati Uniti. Conosciuta per la sua esperienza negli stampi a iniezione di plastica e nelle applicazioni di pressofusione, AarKel si è spinta oltre i confini dell'innovazione, in particolare con l'integrazione di tecnologie AM come la stampante 3D in metalloEOS M 400 .

Il primo incontro di Vilas con la tecnologia additiva

La passione di Vilas per l'ingegneria meccanica e l'industria automobilistica è stata evidente fin da giovane.

Crescendo, il suo amore per le auto ha alimentato la sua spinta verso l'ingegneria meccanica e il suo viaggio nell'AM è iniziato durante gli anni della laurea in India. Ha partecipato alle gare di Formula Student della Society of Automotive Engineers (SAE), dove ha incontrato per la prima volta la tecnologia di stampa 3D.

Dal 2010 al 2012, Vilas ha lavorato con le stampanti a filamento PLA nell'ambito di un corso di prototipazione rapida, dove ha sperimentato in prima persona come questa tecnologia potesse rivoluzionare la progettazione e la produzione di componenti. Questa prima esperienza ha gettato le basi per i suoi sforzi futuri.

Dopo aver completato la laurea, Vilas ha conseguito un master in ingegneria automobilistica presso l'Università di Windsor in Canada. In quel periodo è entrato a far parte di AarKel Tool and Die, dove in seguito ha svolto un ruolo fondamentale nell'integrazione della tecnologia AM nei processi di attrezzaggio tradizionali.

Produzione additiva presso AarKel: Un cambiamento di gioco

Il viaggio di AarKel nell'AM è iniziato circa sei anni fa, spinto dall'impegno dell'azienda a rimanere all'avanguardia delle nuove tecnologie. Inizialmente focalizzata sulla produzione tradizionale di utensili e stampi, AarKel ha iniziato a esplorare la stampa 3D dei metalli come un modo per migliorare la propria offerta. In quel periodo EOS, uno dei principali produttori mondiali di sistemi AM, ha introdotto le stampanti 3D in metallo M 280 e M 290 e AarKel ha intravisto il potenziale per applicare questa tecnologia ai suoi processi di pressofusione e stampaggio a iniezione.

La transizione non è stata priva di sfide. Come spiega Vilas, le prime iterazioni delle macchine EOS non erano state progettate specificamente per applicazioni di stampaggio o utensili, il che ha richiesto ad AarKel di adattare la tecnologia ai processi esistenti. "Abbiamo dovuto capire l'attrezzaggio, la lavorazione, la tolleranza di magazzino e il trattamento termico", ha osservato Vilas, sottolineando la ripida curva di apprendimento che ha comportato l'adozione della tecnologia AM.

Ma AarKel ha perseverato. Sviluppando tecniche proprietarie, come l'ibridazione, è riuscita a integrare gli inserti stampati in 3D negli stampi tradizionali. La capacità di combinare l'AM con la lavorazione CNC convenzionale ha aperto nuove possibilità, consentendo ad AarKel di migliorare le prestazioni dell'utensile riducendo al contempo i costi e i tempi di ciclo.

Rivoluzionare la pressofusione con gli inserti stampati in 3D

Una delle innovazioni più significative introdotte da AarKel attraverso l'AM è l'uso di inserti stampati in 3D nella pressofusione. La pressofusione tradizionale comporta lunghi tempi di raffreddamento, che possono rallentare notevolmente la produzione. La soluzione di AarKel? Progettare canali di raffreddamento conformi all'interno dello stampo utilizzando la tecnologia di stampa 3D. Questi canali di raffreddamento possono essere posizionati molto più vicino alla superficie dello stampo, consentendo una rimozione più efficiente del calore.

Lo studio del caso BMW: Raddoppiare la durata di vita degli inserti

Vilas ha condiviso un interessante caso di studio in cui AarKel ha introdotto un inserto stampato in 3D nello stampo di una torre d'urto BMW. L'inserto originale presentava problemi di porosità e saldatura dello stampo e richiedeva una manutenzione frequente dopo circa 50.000-60.000 cicli di produzione. Passando a un inserto stampato in 3D, AarKel è stata in grado di estendere la durata dello stampo a oltre 100.000 cicli, raddoppiandone l'efficacia e riducendo significativamente i tempi di produzione.

Tuttavia, questa innovazione ha avuto un risvolto inaspettato. I nuovi inserti erano così efficienti nel raffreddamento che hanno iniziato a creare punti freddi nello stampo, richiedendo ad AarKel di regolare con precisione il flusso dell'acqua per ottenere prestazioni ottimali. Questo caso di studio evidenzia l'equilibrio tra l'innovazione e le sfide legate al perfezionamento dei nuovi processi.

L'innovazione dello stampaggio a iniezione con AM

Oltre alla pressofusione, AarKel ha fatto passi avanti anche nell'applicazione dell'AM allo stampaggio a iniezione, concentrandosi sulla soluzione di problemi comuni come le trappole di gas. Tradizionalmente, le trappole di gas nello stampaggio a iniezione creano difetti nei componenti finali in plastica. L'approccio di AarKel è stato quello di sviluppare soluzioni di sfiato utilizzando la porosità ingegnerizzata - fessure porose strategicamente progettate all'interno dello stampo che consentono ai gas intrappolati di fuoriuscire senza compromettere l'integrità della plastica.

In alcuni casi, AarKel combina questa tecnica di sfiato con il raffreddamento conformale, creando un inserto a doppia funzione che regola la temperatura e consente una migliore espulsione dei gas. Questo approccio innovativo si è dimostrato particolarmente efficace in parti complesse come le griglie degli altoparlanti delle automobili, famose per le trappole di gas.

Superare la sfida dei costi dell'AM

Una delle principali sfide che le aziende devono affrontare quando adottano la tecnologia AM è il costo. La stampa 3D, soprattutto nel metallo, è spesso più costosa della tradizionale lavorazione CNC. Tuttavia, Vilas spiega che AarKel sta affrontando questo problema investendo in sistemi multi-laser, che accelerano i tempi di produzione, e procurandosi materiali più accessibili. Con l'ingresso di un maggior numero di aziende nello spazio AM, la concorrenza sta facendo scendere il costo delle materie prime, rendendo l'AM più accessibile a una più ampia gamma di industrie.

Prospettive future: L'AM come standard per gli utensili

In prospettiva, Vilas è ottimista sul futuro dell'AM nell'industria degli utensili. Ritiene che nei prossimi cinque-sette anni l'AM diventerà una parte standard del processo produttivo di AarKel. Man mano che le stampanti diventano più grandi, i materiali più accessibili e la tecnologia più raffinata, l'AM continuerà a svolgere un ruolo fondamentale nella riduzione dei costi, nel miglioramento dell'efficienza e nella realizzazione di progetti più complessi.

"La produzione additiva è la strada da percorrere", afferma Vilas con fiducia. L'investimento di AarKel nella AM non è solo per rimanere competitivi, ma anche per guidare il futuro del settore.

Conclusione: Il futuro della lavorazione degli utensili con la tecnologia AM

Fabian conclude questa puntata ricca di spunti elogiando AarKel per il suo spirito innovativo e il suo impegno nel far progredire il settore degli utensili attraverso l'AM. Il viaggio verso l'integrazione dell'AM non è stato privo di sfide, ma come ha dimostrato AarKel, queste sfide spesso portano a progressi in termini di efficienza, qualità del prodotto ed efficacia dei costi.

Gli ascoltatori sono invitati a rimanere sintonizzati sul Podcast Additive Snack per altre storie di innovazione e a tenere d'occhio AarKel Tool and Die che continua a spianare la strada per il futuro della produzione.

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