Ford sta studiando un modo diverso di utilizzare la produzione additiva nell’automobile: non limitarsi a stampare in 3D un componente che normalmente verrebbe fuso, forgiato o lavorato alle macchine utensili, ma sfruttare la costruzione strato per strato per incorporare nel componente funzioni che con i metodi tradizionali richiederebbero tubazioni, raccordi, cablaggi e sensori separati.
Una domanda di brevetto attribuita a Ford Global Technologies, LLC, società legata a Ford Motor Company, descrive infatti componenti delle sospensioni realizzati mediante produzione additiva e dotati di canali interni per il passaggio di fluidi. La pubblicazione statunitense, identificata come US20260233567A1, è stata resa pubblica il 13 agosto 2026 e indica come inventori Keith Weston, David D. Friske e Michael Joseph Niksa.
Gli esempi illustrati comprendono portamozzi, bracci delle sospensioni e altri elementi strutturali all’interno dei quali potrebbero scorrere liquido dei freni o refrigerante. La stessa struttura potrebbe inoltre contenere sensori, conduttori elettrici e boccole idrauliche.
La proposta di Ford Global Technologies è quindi interessante soprattutto perché cambia il ruolo della stampa 3D: il vantaggio non consisterebbe soltanto nel fabbricare un pezzo con una forma complessa, ma nel trasformare un componente meccanico in una struttura multifunzionale.
Una domanda di brevetto, non un annuncio di produzione
È importante distinguere il progetto descritto nella documentazione brevettuale da un componente già destinato a una vettura di serie.
La pubblicazione della domanda di brevetto dimostra che Ford Global Technologies ha sviluppato e formalizzato il concetto, ma non significa che Ford Motor Company abbia deciso di produrre questi elementi su un determinato modello o che abbia già definito un processo industriale destinato alla produzione in grandi volumi.
I brevetti vengono spesso utilizzati dalle case automobilistiche per proteggere possibili soluzioni tecniche molto prima di una loro eventuale introduzione sul mercato. Alcune arrivano alla produzione, altre vengono modificate e altre ancora rimangono parte del patrimonio tecnologico dell’azienda.
Il documento è comunque particolarmente dettagliato nel descrivere sia la struttura dei componenti sia il metodo con cui potrebbero essere fabbricati.
Il fluido dei freni può passare dentro il portamozzo
Uno degli esempi più immediati riguarda il portamozzo, o steering knuckle, elemento della sospensione che collega diversi componenti della ruota e deve sopportare carichi meccanici considerevoli.
In una configurazione convenzionale, il liquido dei freni raggiunge la pinza attraverso tubazioni rigide e tratti flessibili installati intorno alla sospensione.
Questi condotti devono consentire il movimento della ruota e della sospensione senza essere eccessivamente tesi, piegati o esposti a condizioni che potrebbero danneggiarli.
La soluzione studiata da Ford Global Technologies prevede invece che una parte del percorso idraulico venga incorporata direttamente nel portamozzo.
Durante la produzione del componente verrebbe prima costruita una parte della struttura. Il processo additivo formerebbe quindi le pareti del canale interno e continuerebbe successivamente a depositare materiale fino a racchiuderlo completamente all’interno del pezzo.
Alle estremità rimarrebbero soltanto gli ingressi e le uscite necessari a collegare il canale alla restante parte del circuito.
Una porzione della tubazione esterna potrebbe così essere sostituita dalla struttura stessa del portamozzo.
Meno tubazioni esposte nelle parti mobili della sospensione
La documentazione di Ford Global Technologies osserva che il movimento di una sospensione può raggiungere escursioni considerevoli, fino a circa 15 pollici negli esempi considerati.
Una tubazione collegata alla pinza deve quindi seguire continuamente questo movimento.
Riducendo la lunghezza del tratto esterno, Ford Motor Company potrebbe diminuire la quantità di tubo flessibile presente intorno alla ruota e ridurne l’esposizione a pietre, detriti, acqua, fango e altri elementi provenienti dalla strada.
Il canale interno sarebbe invece protetto dalla stessa massa strutturale del componente.
Non significa eliminare completamente le tubazioni: rimarrebbero comunque necessari collegamenti tra le parti fisse e quelle mobili del veicolo. Il brevetto mostra però come una parte del percorso possa essere trasferita all’interno della sospensione.
Un braccio della sospensione può diventare anche un condotto di raffreddamento
Il liquido dei freni non è l’unica applicazione presa in considerazione da Ford Global Technologies.
Un altro esempio riguarda i bracci delle sospensioni. Al loro interno potrebbero essere realizzati canali destinati alla circolazione di un refrigerante.
Su un veicolo elettrico questo liquido potrebbe essere utilizzato per raggiungere un motore elettrico o altri componenti che richiedono gestione termica.
Il principio è lo stesso: un elemento che normalmente ha soprattutto una funzione strutturale diventa contemporaneamente parte di un circuito fluidico.
È un approccio particolarmente interessante per i veicoli elettrici, dove i circuiti di gestione termica devono servire batterie, elettronica di potenza e motori elettrici e possono richiedere numerose tubazioni distribuite nel veicolo.
Il brevetto non specifica un modello Ford Motor Company destinato a utilizzare questa configurazione, ma mostra come la produzione additiva possa essere sfruttata per ripensare il percorso dei fluidi già nella fase di progettazione della struttura.
Il canale interno può cambiare diametro
Il progetto di Ford Global Technologies non considera necessariamente il condotto come un semplice tubo cilindrico di diametro costante.
La sezione può variare lungo il percorso.
Una zona più ampia potrebbe contenere una maggiore quantità di fluido e funzionare anche come piccolo volume di accumulo. In questo modo una parte del componente strutturale assumerebbe contemporaneamente la funzione di condotto e di serbatoio secondario.
Il brevetto contempla esplicitamente la possibilità di utilizzare il canale integrato in un braccio della sospensione come riserva di fluido idraulico.
La geometria interna potrebbe quindi essere progettata sulla base delle esigenze del circuito e non semplicemente sulla forma esterna del pezzo.
È proprio una delle caratteristiche che distinguono la produzione additiva da molte tecniche tradizionali: le superfici interne possono essere progettate con una libertà geometrica che sarebbe molto difficile ottenere mediante foratura o lavorazione meccanica.
Il percorso deve però rispettare la resistenza strutturale
Un componente della sospensione non può essere svuotato liberamente soltanto per creare il percorso più corto per un fluido.
Portamozzi e bracci devono sopportare carichi derivanti da accelerazioni, frenate, asperità stradali e forze laterali.
Ford Global Technologies specifica quindi che il percorso del canale interno può essere progettato cercando di ridurne la lunghezza, ma mantenendo allo stesso tempo le proprietà strutturali necessarie.
Questo punto è fondamentale.
Ogni cavità modifica la distribuzione delle tensioni nel materiale. Curve, variazioni di sezione, punti di ingresso e uscita del fluido devono essere progettati evitando concentrazioni di tensione che potrebbero ridurre la resistenza o la durata a fatica.
In un’applicazione reale sarebbero quindi necessarie simulazioni strutturali, verifiche fluidodinamiche e prove di durata per stabilire non soltanto se il componente resiste al carico massimo, ma anche come si comporta dopo milioni di cicli.
Alluminio, acciaio, fibra di carbonio e compositi
La domanda di brevetto di Ford Global Technologies è formulata in modo piuttosto ampio per quanto riguarda i materiali.
Tra quelli indicati figurano alluminio e acciaio, ma vengono menzionati anche fibra di carbonio e materiali compositi.
La condizione fondamentale è che il materiale possieda caratteristiche sufficienti per funzionare come elemento portante della sospensione.
Questo è un aspetto importante perché il brevetto non limita il concetto a una singola tecnologia di stampa 3D metallica.
La descrizione parla più in generale di deposizione additiva e considera sistemi con più testine o più fasi di lavorazione.
Una macchina potrebbe quindi realizzare la struttura principale mentre un’altra unità potrebbe intervenire per aggiungere parti interne, materiali differenti o componenti funzionali.
La sospensione può contenere anche i sensori
Una delle parti più interessanti della proposta di Ford Global Technologies riguarda l’integrazione dei sensori direttamente durante la fabbricazione del componente.
Il documento descrive, per esempio, l’inserimento di estensimetri capaci di misurare le deformazioni della sospensione.
Un sensore di questo tipo potrebbe rilevare le forze che agiscono sul componente durante la marcia e inviare i dati a una centralina del veicolo.
Su un sistema di sospensioni attive, le informazioni potrebbero essere utilizzate per modificare parametri come lo smorzamento degli ammortizzatori.
Il componente non sarebbe quindi soltanto in grado di sostenere un carico, ma anche di misurare ciò che gli sta accadendo.
In un sistema tradizionale il sensore viene normalmente applicato o montato successivamente. La strategia proposta da Ford Global Technologies permette invece di inserirlo durante la costruzione e proteggerlo all’interno della struttura.
Anche i collegamenti elettrici possono essere stampati
Per far funzionare i sensori servono alimentazione e collegamenti elettrici.
Il brevetto considera quindi anche l’integrazione di conduttori lungo il componente.
Una delle tecniche citate da Ford Global Technologies prevede l’utilizzo di inchiostri conduttivi depositati attraverso un processo di stampa.
Una rappresentazione CAD del circuito potrebbe essere utilizzata per realizzare direttamente le piste elettriche durante una delle fasi della fabbricazione.
Il cablaggio potrebbe essere posizionato lungo le pareti del canale interno oppure incorporato nella struttura e circondato da materiale isolante.
Si crea così la possibilità di produrre un componente nel quale struttura portante, condotto idraulico e connessione elettrica siano progettati come un unico oggetto digitale.
Più sistemi di deposizione per costruire lo stesso pezzo
La documentazione di Ford Global Technologies descrive un possibile impianto formato da più unità di produzione.
Una prima stampante può depositare il materiale strutturale e costruire la parte iniziale del componente.
Una seconda unità può realizzare il canale interno o aggiungere sensori e conduttori.
Il componente può quindi tornare al primo sistema oppure passare a un’altra unità per completare la struttura e sigillare gli elementi incorporati.
Un’altra possibilità consiste nell’utilizzare una macchina dotata di più ugelli, ciascuno destinato a materiali o funzioni differenti.
Questo tipo di processo è più complesso della normale produzione additiva con un singolo materiale, ma permette di passare dalla stampa di una geometria alla fabbricazione di un vero sistema integrato.
Una boccola idraulica costruita dentro la sospensione
Il brevetto di Ford Global Technologies contempla anche l’integrazione di boccole idrauliche.
Una boccola viene utilizzata nelle sospensioni per collegare elementi che devono muoversi tra loro mantenendo un certo grado di isolamento da vibrazioni e sollecitazioni.
Nella soluzione descritta, il canale realizzato all’interno del componente potrebbe attraversare anche una boccola idraulica.
Il passaggio del fluido potrebbe contribuire a modificarne il coefficiente di smorzamento.
In questo scenario il pezzo stampato non conterrebbe semplicemente una tubazione: diventerebbe parte attiva del comportamento dinamico della sospensione.
Perché è difficile ottenere lo stesso risultato con fusione e forgiatura
Un portamozzo viene normalmente prodotto attraverso processi come fusione, forgiatura e lavorazione meccanica.
Sono tecnologie mature, rapide e competitive quando devono essere prodotte centinaia di migliaia di parti identiche.
Realizzare all’interno dello stesso pezzo un canale curvo e completamente chiuso cambia però il problema.
Una foratura può creare condotti rettilinei e alcune geometrie possono essere ottenute utilizzando anime durante la fusione, ma una rete interna complessa con variazioni di sezione, sensori e conduttori incorporati diventa molto più difficile da produrre come elemento monolitico.
La produzione additiva consente invece di creare la cavità mentre il pezzo viene costruito.
Il vantaggio non deriva quindi necessariamente dal sostituire una forgia con una stampante 3D. Deriva dalla possibilità di progettare un componente che la forgia, da sola, non può produrre.
Il problema della produzione automobilistica in grandi volumi
Per Ford Motor Company rimane comunque un’importante questione industriale.
La produzione automobilistica richiede volumi che possono raggiungere centinaia di migliaia di componenti identici. In queste condizioni fusione, stampaggio e forgiatura possono produrre pezzi a velocità e costi difficili da eguagliare con molte tecnologie additive.
Per questo la stampa 3D viene utilizzata da decenni nell’industria automobilistica soprattutto per prototipi, attrezzature, modelli, utensili e parti prodotte in quantitativi limitati.
Il progetto di Ford Global Technologies cambia però la natura del confronto economico.
Se il pezzo stampato svolge soltanto la funzione di un componente forgiato, il confronto può essere basato quasi esclusivamente sul costo e sul tempo di produzione.
Se invece un singolo pezzo stampato sostituisce contemporaneamente un componente strutturale, parte di una tubazione, diversi raccordi, supporti, un sensore e una parte del cablaggio, il calcolo deve considerare l’intero sistema.
Ridurre il numero di componenti può significare diminuire anche operazioni di assemblaggio, punti di collegamento, inventario e possibili zone di guasto.
Ford lavora con la stampa 3D da decenni
L’interesse di Ford Motor Company per la produzione additiva non nasce con questa domanda di brevetto.
L’azienda utilizzava sistemi di stereolitografia già negli anni Ottanta e nel tempo ha introdotto nei propri centri tecnologie come FDM, sinterizzazione laser e stampa 3D di sabbia per la realizzazione di anime e stampi.
Ford Motor Company ha dichiarato di aver prodotto nel corso degli anni centinaia di migliaia di parti tramite processi additivi, soprattutto per sviluppo e prototipazione.
Un esempio di produzione metallica particolarmente complessa risale al progetto Hoonitruck, per il quale Ford Motor Company, Ford Performance e il Digital Additive Production Institute della RWTH Aachen University svilupparono un collettore di aspirazione in alluminio prodotto additivamente.
La geometria del collettore era stata progettata proprio sfruttando forme difficili da realizzare con metodi convenzionali.
Il brevetto sulle sospensioni segue la stessa logica progettuale, applicata però a componenti strutturali che potrebbero entrare in sistemi automotive molto più integrati.
Produrre il canale è soltanto una parte del problema
Passare dal concetto brevettuale a un componente utilizzabile su strada richiede però la soluzione di diversi problemi ingegneristici.
Un condotto del liquido dei freni deve essere perfettamente sigillato e mantenere le proprie caratteristiche durante l’intera vita del veicolo.
Il componente deve resistere alla pressione del fluido, ai carichi della sospensione, alle vibrazioni, agli urti, ai cicli termici e alla corrosione.
Le superfici interne devono inoltre essere prodotte con una qualità compatibile con il fluido che devono trasportare.
A seconda del processo additivo scelto possono diventare importanti anche la rimozione di materiale residuo, eventuali supporti interni, trattamenti termici e sistemi di controllo non distruttivo.
Un canale completamente racchiuso è infatti semplice da progettare digitalmente ma più difficile da ispezionare rispetto a una tubazione esterna.
Tecniche come tomografia computerizzata industriale, controllo ultrasonico o prove di pressione potrebbero quindi diventare importanti per verificare l’integrità dei componenti.
La manutenzione cambia insieme al componente
L’integrazione porta inoltre una conseguenza meno evidente: cambia il modo in cui il veicolo viene riparato.
Una tubazione esterna danneggiata può essere sostituita separatamente. Se il condotto è parte integrante del portamozzo o del braccio della sospensione, un problema al circuito potrebbe richiedere la sostituzione dell’intero componente.
Ford Motor Company dovrebbe quindi valutare il vantaggio della protezione e della riduzione dei raccordi insieme alle conseguenze sulla manutenzione.
Lo stesso problema riguarda i sensori integrati.
Un sensore protetto all’interno del pezzo può essere meno esposto all’ambiente, ma deve mantenere affidabilità per un periodo compatibile con la durata del componente strutturale nel quale è incorporato.
Dal componente meccanico al componente multifunzionale
La parte più significativa della proposta di Ford Global Technologies è quindi il passaggio dalla produzione additiva come semplice metodo alternativo di fabbricazione alla produzione additiva come strumento di integrazione funzionale.
Un braccio della sospensione tradizionale sostiene carichi.
Quello descritto nel brevetto potrebbe sostenere carichi, trasportare refrigerante, contenere un piccolo volume di accumulo, ospitare conduttori elettrici e misurare le sollecitazioni attraverso sensori incorporati.
Un portamozzo potrebbe svolgere la propria funzione strutturale e, nello stesso tempo, diventare parte del circuito idraulico dei freni.
Ridurre il numero di elementi separati è uno degli obiettivi più interessanti della progettazione per additive manufacturing: invece di ottimizzare ciascun pezzo isolatamente, si cerca di ridisegnare l’intero insieme attorno alle possibilità offerte dalla costruzione strato per strato.
La stampa 3D diventa necessaria quando la geometria dipende da essa
Per anni una delle domande principali sull’additive manufacturing nel settore automotive è stata se una parte stampata in 3D potesse sostituire economicamente una parte ottenuta mediante tecnologie convenzionali.
Il brevetto di Ford Global Technologies suggerisce un’altra domanda.
Se un componente viene progettato fin dall’inizio con canali interni curvi, sensori incorporati, circuiti elettrici e materiali differenti, esiste ancora un equivalente convenzionale con cui confrontarlo?
In alcuni casi la risposta potrebbe essere negativa.
A quel punto la produzione additiva non sarebbe scelta perché più conveniente di una tecnologia precedente, ma perché la geometria stessa del prodotto dipenderebbe dal processo additivo.
È questo l’aspetto più interessante del progetto sviluppato da Ford Global Technologies per Ford Motor Company.
Non sappiamo se una sospensione di questo tipo arriverà su una futura Ford, né con quale tecnologia verrebbe prodotta. La domanda di brevetto mostra però una direzione precisa: usare la stampa 3D non soltanto per produrre componenti automobilistici complessi, ma per ridisegnare il confine tra struttura, circuiti fluidici, elettronica e sensori.
“Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI)”
