Case Study - Proto Labs

Case Study
Realizzare motociclette in grado di resistere alle condizioni
più estreme e competere a livello internazionale con alcune
tra le maggiori case produttrici del mondo è ordinaria
amministrazione per KTM. Per mantenere la sua posizione
leader, il grande costruttore di bolidi da corsa, da
fuoristrada e a elevate prestazioni a due ruote si affida ai
servizi di prototipazione e produzione forniti da
Protomold®, il servizio di stampaggio a iniezione rapida di
Proto Labs®.
La casa austriaca KTM Sportmotorcycle AG realizza appena
110.000 moto l'anno, mentre un leader del settore come
Honda sforna in media oltre un milione di esemplari al mese.
Perciò come fa un costruttore relativamente minore e di
nicchia come KTM a competere in un mercato dominato da
un colosso giapponese?
immediatamente sottoposto ad approfondite analisi per
testare le sollecitazioni statiche e dinamiche degli elementi
finiti. Una volta finalizzato il progetto CAD, l'azienda usa
Moldflow per simulare il processo di stampaggio a iniezione
e soltanto allora è possibile realizzare un prototipo per la
prova fisica reale.
Nel caso di KTM, “reale” significa condizioni in cui la
maggior parte dei piloti e delle moto non si troveranno mai.
Ma i clienti di KTM hanno aspettative molto alte e le
condizioni di prova per un nuovo pezzo devono essere ben
più estreme di quelle abituali.
Nessuna prova virtuale potrà mai confermare la resistenza di
un prototipo. L’unico modo per mettere un pezzo alla prova
è realizzarlo e sottoporlo a condizioni estreme di carico,
temperatura, sollecitazioni, ecc. Un prototipo deve essere
quanto più vicino possibile alla versione di produzione
finale, sia dal punto di vista meccanico sia in termini di
materiali.
Innanzitutto, KTM produce soltanto motociclette ad alte
prestazioni, che notoriamente escono dalla fabbrica già
“pronte per la pista”.
Gli sport motoristici sono senza dubbio la prova più dura per
il pilota e per il mezzo, e anche il modo più veloce per
trovare un punto debole in entrambi. Per molte gare di
fuoristrada in alcune categorie, la classica griglia di partenza
è composta principalmente da KTM. Nel corso degli anni, la
società si è aggiudicata oltre 130 titoli mondiali ed è forse il
concorrente più famoso della Dakar che si svolge ogni anno.
La rottura di un pezzo dovuta a difetti di materiale o di
progettazione può avere gravi conseguenze non soltanto per
la gara, ma anche per l'azienda e per la reputazione
duramente conquistata.
Helmut Gröbner è il responsabile di un team di dieci
progettisti che si occupa dei componenti in plastica. “Il team
di sviluppo dei prodotti è sottoposto a enormi pressioni”
afferma. “Per ottenere l'autorizzazione alla produzione, i
pezzi in plastica devono essere perfetti al 100%. Nulla è
lasciato al caso. I nostri clienti ripongono in noi una fiducia
incondizionata”.
Per ogni nuovo pezzo, si sviluppa inizialmente un modello
CAD in 3D con ProEngineer Wildfire, che viene
Sanz. 058_action 690. KTM 690 Duke EJC Test in Cartagena
“Il nostro primo progetto con il servizio di stampaggio a
iniezione rapida Protomold di Proto Labs è stato la copertura
di un silenziatore di scarico” racconta Gröbner. “Per
l'utensileria avevamo un budget di soli €25-30.000 e non
potevamo rischiare di andare direttamente in produzione
con un progetto nuovo”. Il budget di sviluppo è un altro
fattore che differenzia KTM dai grandi produttori come
Honda.
“Avevamo anche tempi stretti. Un collega, però, si era
ricordato di una pubblicità di Proto Labs, perciò avevamo
deciso di fare una prova. Abbiamo ricevuto il prototipo e
subito dopo averlo provato abbiamo scoperto che il pezzo
che avevamo progettato in plastica non era abbastanza
resistente. Alla fine abbiamo deciso di produrre il pezzo in
metallo, ma se non avessimo realizzato il prototipo con
l’aiuto di Proto Labs avremmo sprecato un mucchio di
tempo e di denaro, rischiando magari di montare sulla moto
un pezzo al di sotto della norma”.
Creare il pezzo da testare con i normali metodi di
prototipazione additiva sarebbe stato inutile. “In azienda
utilizziamo una stampante 3D ma chiaramente le uniche
informazioni utili che questi pezzi avrebbero potuto darci
sarebbero state di tipo visivo. Altri metodi di prototipazione,
come la colata sottovuoto e la lavorazione con macchine a
partire da plastica solida, sono utili ma il processo di
richiesta, preventivazione e consegna sarebbe stato più lento
rispetto a quello di Proto Labs”.
La seconda occasione di lavorare con Proto Labs è arrivata
subito dopo la prima soddisfacente esperienza.
“Stavamo ottimizzando il progetto di un coperchio per il
compartimento del filtro, che in precedenza realizzavamo in
metallo” spiega Gröbner. “Volevamo progettare un
coperchio in grado non soltanto di aprirsi velocemente senza
bisogno di attrezzi, ma anche di restare chiuso, senza
allentarsi a causa delle forti vibrazioni. Avevamo già alcune
idee su come realizzare il pezzo in plastica, ma i tempi erano
molto stretti e la produzione in serie era imminente.
Dovevamo trovare una soluzione in fretta.
“Fortunatamente, il servizio Protomold di Proto Labs ci è
venuto ancora una volta in aiuto. Il primo pezzo che
abbiamo realizzato ha mostrato immediatamente difetti di
adattamento e problemi con il meccanismo di sicurezza.
Abbiamo apportato alcune modifiche al progetto e con il
secondo pezzo è andato tutto bene. Nel giro di appena
cinque settimane, abbiamo provato due versioni, finalizzato
il progetto e ottenuto 5.000 pezzi finiti di qualità pari a quella
da produzione. Proto Labs aveva anche scorte sufficienti di
materiale in magazzino, perciò non abbiamo avuto ritardi.
La produzione è iniziata senza intoppi e la soluzione per il
coperchio del comparto del filtro si è dimostrata perfetta”.
Le KTM potranno essere pronte per la pista ma la maggior
parte deve essere pronta anche per la strada, il che significa
che i pezzi devono soddisfare gli elevati standard per la
certificazione TÜV. “Avevamo progettato una nuova
maniglia per il passeggero. Il punto fondamentale era
decidere se usare la plastica o il metallo e, scegliendo la
plastica, capire se il pezzo sarebbe stato sufficientemente
resistente. Naturalmente TÜV testa soltanto i pezzi finiti di
produzione, che siamo riusciti a presentare realizzandoli con
Protomold. I pezzi hanno superato i severi test e sono ora in
piena produzione”.
La sfida successiva per Gröbner e il suo team si è presentata
a pochi mesi dal salone INTERMOT di Colonia, una delle
principali fiere del settore motociclistico.
“A soli tre mesi dalla fiera abbiamo deciso di realizzare
l’ultima idea per il nuovo specchietto retrovisore della KTM
1190 Adventure, un anno prima rispetto al previsto”.
Come tutti gli appassionati di moto sanno, lo specchietto è
un elemento importante, perché è sempre sotto gli occhi del
pilota. Inoltre, la KTM Adventure è il fiore all’occhiello della
casa e avrebbe catalizzato tutta l’attenzione dei clienti, dei
rivenditori e della stampa mondiale. Il nuovo pezzo doveva
essere perfetto.
“In genere il processo di progettazione impiega un anno
intero per passare dall’idea alla fase di produzione” spiega
Gröbner, “controlli tecnici compresi. In questo caso, siamo
riusciti a completarlo in tempi record soltanto grazie a
Protomold. Abbiamo progettato e ricevuto i pezzi, che sono
stati sottoposti a controllo, autorizzati da TÜV e montati
sulla moto da esporre all’INTERMOT. Soltanto alcuni
attentissimi visitatori dello stand hanno notato che gli
specchietti della moto presente in fiera e quelli della moto
raffigurata sul poster promozionale erano diversi. È
incredibile: siamo riusciti a riprogettare e produrre il nuovo
pezzo battendo sul tempo perfino una stampante”.