Stampa 3D di parti per bob, un’introduzione
La stampa 3D di parti di bob professionale sono tra gli esempi funzionali più recenti e avanzati del fruttuoso connubio tra produzione additiva e sport invernali. Negli ultimi anni la stampa 3D industriale è stata utilizzata per creare attrezzature personalizzate per gli sport invernali – come caschi e attacchi chiodati – allo scopo di migliorare le prestazioni e la sicurezza degli atleti. E se questi due fattori sono fondamentali per ogni sport, lo sono soprattutto per il bob, che senza dubbio è uno degli sport invernali più spettacolari.
Considerato un protagonista iconico delle Olimpiadi invernali – presente in tutti i Giochi invernali tranne nel 1960 – questa disciplina sportiva è, insieme allo skeleton, uno degli sport più emozionanti per gli appassionati di tutto il mondo.
Nel corso degli anni, infatti, dal suo sviluppo intorno al 1880 e dalla prima gara organizzata nel 1898 sulla Cresta Run a Saint Moritz, in Svizzera, sempre più appassionati si sono avvicinati al bob, grazie ad una delle sue caratteristiche di maggiore attrattiva: la velocità.
Come spiega Hannah Osborn nell’articolo “The Perfect Slide: The Science of Bobsledding”, edito Smithsonian, “la velocità del bob è una combinazione tra la massimizzazione dell’accelerazione della guidoslitta all’inizio della corsa, e la minimizzazione delle forze che rallentano il bob stesso. Pertanto, la scivolata perfetta è una combinazione di gara, attrezzatura e squadra.”
Un altro elemento fondamentale per decretare il successo di una squadra di bob è la partenza. Nella prima fase della corsa, i bobbisti corrono a fianco della slitta spingendola per raggiungere la massima velocità.
Tenendo presente tutto ciò o, più precisamente, “con lo scopo di ridurre la perdita di velocità”, il team USA Bobsled/Skeleton (USABS) ha recentemente avviato un progetto per realizzare nuovi bob per i prossimi Giochi Olimpici Invernali del 2026. Marc van den Berg, Technology and Equipment Lead di USABS, afferma: “Tutto viene realizzato negli Stati Uniti da vari partner che con slancio hanno deciso di partecipare al nostro progetto Made in-USA”.
La collaborazione con CRP USA
CRP USA, l’azienda statunitense specializzata in servizi di stampa 3D con i materiali ad alte prestazioni Windform, è uno dei protagonisti del progetto, impegnata nel fornire alla squadra USABS parti funzionali per il bob da corsa.
CRP USA è stata presentata a USABS da uno dei loro partner tecnici, un’azienda locale specializzata in prodotti in fibra di carbonio. Da allora gli esperti CRP USA e la squadra USABS hanno avuto diversi incontri caratterizzati da sforzi congiunti per determinare i materiali Windform più idonei per costruire i componenti.
Le parti realizzate in stampa 3D e i materiali Windform usati
Le parti stampate in 3D da CRP USA includono: maniglie di spinta, impugnature, sedili.
Tutte queste parti sono realizzate nei materiali Windform: le maniglie di spinta in Windform SP, le impugnature e i sedili in Windform XT 2.0.
Windform XT 2.0 e Windform SP sono due compositi caricati fibra di carbonio della gamma di materiali Windform TOP-LINE per la stampa 3D professionale, ovvero la Sinterizzazione Laser Selettiva. I materiali Windform sono stati creati dall’azienda italiana CRP Technology.
“Per noi – specifica van den Berg – il grande vantaggio della stampa 3D è che non necessita di alcuno stampo, quindi si risparmia un’enorme quantità di tempo e i costi rimangono molto più bassi. Per non parlare della consegna dei pezzi, che avviene in tempi rapidi proprio perché non bisogna sottostare alle tempistiche dello stampaggio ad iniezione. Inoltre con la stampa 3D è possibile realizzare parti e componenti più complessi”.
Criticità superate con la stampa 3D e materiali performanti
Il risparmio di tempo e denaro, insieme alla possibilità di realizzare forme complesse, sono tra le caratteristiche più conosciute della stampa 3D e senza dubbio le più apprezzate. Tuttavia, l’uso di qualsiasi processo di stampa 3D può risultare inefficiente se non affiancato dai materiali giusti di costruzione.
Quindi, nello specifico, quali sono state le criticità che il team USABS ha dovuto affrontare, e ha potuto superare, grazie alla stampa 3D e ai compositi Windform?
“Il vincolo principale” risponde Marc van den Berg “ha riguardato la conformità alle normative dell’Autorità Sportiva Olimpica in termini di forma e dimensione dei pezzi”.
La resistenza agli stress è stata un’altra criticità.
“In ogni gara durante la partenza” continua van den Berg “ci sono grandi forze che spingono sul bob. Inoltre, bisogna considerare le cadute. Per questi motivi i materiali di costruzione dei vari pezzi devono possedere caratteristiche di flessibilità e resistenza, per evitare rotture e cedimenti delle parti stesse”.
La stampa 3D delle maniglie di spinta del bob e personalizzazione come fattore chiave per ottenere prestazioni elevate
La costruzione delle maniglie di spinta rappresenta un ottimo esempio dell’efficienza del processo di stampa 3D quando abbinato al giusto materiale costruttivo, soprattutto se c’è il supporto di uno staff tecnico competente e attento alle esigenze del cliente.
Nathanael “Nate” Baker, Senior Project Coordinator di CRP USA, commenta: “La squadra USABS aveva bisogno che le maniglie di spinta venissero prodotte facilmente, ma non solo: dovevano essere personalizzate per ciascun atleta e anche l’operazione di cambio doveva essere facile da attuare.”
Dopo uno studio approfondito, lo staff di CRP USA ha individuato il Windform SP come il materiale da costruzione più idoneo per le maniglie di spinta, grazie alle sue pregevoli caratteristiche di resistenza agli urti, alle vibrazioni e alle deformazioni (Densità 68 °F 1.106 g/cc; Punto di fusione 380 °F; HDT 1,82 Mpa 368 °F; carico di rottura a trazione 11000 psi; allungamento alla rottura 11,38% solo per citare alcune proprietà).
Dopo aver realizzato le maniglie in Windform SP; CRP USA le ha spedite alla squadra USABS, ricevendo elogi per la velocità di produzione e consegna.
Marc van den Berg e il team USABS hanno potuto così studiare i pezzi, provarli e modificarli in base alle loro esigenze in tempi record.
“Abbiamo testato – spiega Marc – le nuove maniglie di spinta per valutare la resistenza allo stress e l’ergonomia. Abbiamo effettuato diverse iterazioni fino al raggiungimento del risultato per noi ottimale. Evitando la costruzione di stampi costosi abbiamo potuto effettuare velocemente diverse prove utilizzando forme diverse.”
“Non abbiamo un programma di test ufficiale, assembliamo le parti e le usiamo in gara. E così abbiamo fatto con i componenti stampati in Windform: ciò significa che il sedile, l’impugnatura e le maniglie di spinta posteriore sono stati testati in una vera gara!”
Van den Berg e la squadra USABS sono rimasti colpiti dalle prestazioni delle maniglie di spinta in Windform SP.
“Il requisito più grande delle leve di spinta posteriori – aggiunge Marc – è che rimangano intatte in caso di incidente del bob, ed è quello che è successo in gara: il bob si è schiantato, ma le maniglie non si sono rotte!”
“Il risultato finale – sottolinea Marc – è stato perfetto, con consegna rapida e infinite possibilità di progettazione. Per il futuro ci auguriamo di stampare più parti in 3D, anche un bob completo!”
USA Bobsled/Skeleton è l’ente governativo nazionale per gli sport del bob e skeleton negli Stati Uniti. Con sede a Lake Placid, New York, USA Bobsled/Skeleton supervisiona la crescita sportiva e l’allenamento degli atleti americani a tutti i livelli di competizione, dai programmi base alle gare della squadra nazionale.
La stampa 3D di parti per bob superano il test alla North American Cup
Le parti realizzate in Windform SP e Windform XT 2.0 hanno fatto il loro debutto ufficiale alle gare della IBSF North American Cup (NAC) – dal 15 al 19 novembre 2023 – con ottimi risultati: la squadra statunitense ha vinto la medaglia d’oro nel bob a due uomini, monobob donne, bob a due donne, bob a quattro uomini.
Come riportato da Abby Slenker sul sito web dell’USABS:
È iniziata al Monte Van Hoevenberg la IBSF North American Cup (NAC), la prima competizione all’aperto della stagione 2023/2024 degli sport di scivolamento, per gli atleti a stelle e strisce.
