La riduzione del peso del veicolo o riduzione della massa, rappresenta una delle maggiori sfide per l’industria automobilistica. I produttori ed i fornitori automobilistici devono far fronte a severi requisiti relativi alla riduzione del peso del veicolo e al suo impatto sul consumo di carburante, sui limiti di emissione di anidride carbonica (CO2) e sui costi di produzione.
Gli obiettivi di risparmio di carburante stanno diventando sempre più importanti per i consumatori in quanto si aspettano, dalla prossima auto che acquistano, di raggiungere un livello molto migliore rispetto a quella che possedevano. Entro il 2021, le nuove auto in Europa non dovrebbero emettere più di 95g/km di CO2, con una riduzione del 40% rispetto alla media della flotta di 158,7g/km nel 2007. Allo stesso tempo, le normative CAFÉ negli USA richiedono ai veicoli leggeri di raggiungere 54,5mpg entro il 2025. Questi sviluppi rendono i costi di produzione più importanti che mai. Con circa 87 milioni di veicoli venduti nel 2015, numero che dovrebbe arrivare a 115 milioni entro il 2030, l’introduzione di materiali leggeri e processi innovativi consentirà alle case automobilistiche di raggiungere questi ambiziosi obiettivi.
La riduzione del peso è diventata importante per un numero crescente di elementi e componenti. Il body-in-white (BIW) – la fase di produzione durante la quale i componenti in lamiera non verniciati sono saldati insieme per formare l’ossatura del veicolo – rappresenta circa il 50% del potenziale di risparmio del peso. Nell’ingegneria automobilistica di oggi, i materiali primari utilizzati sono l’alluminio, gli acciai alto-resistenziali e ultra alto-resistenziali. Tuttavia, ci sono molti nuovi materiali che sono più resistenti e hanno prestazioni migliori, nonché numerosi materiali attualmente in fase di ricerca e sviluppo che potrebbero essere utilizzati con successo per la riduzione del peso in futuro.
Uno degli importanti processi di produzione per raggiungere questo obiettivo è lo stampaggio a caldo, implementato per produrre acciai ultra-alto-resistenziali utilizzati per ossatura paraurti, rinforzi per porte, montanti A e B, nonché per parti del pavimento e nel tetto del veicolo. La sostituzione delle parti convenzionali formate a freddo con parti stampate a caldo può ridurre il peso della parte fino al 50%. In particolare, il processo di tempra personalizzato è molto efficace in quanto consente la progettazione di parti stampate con proprietà di resistenza locali mirate.
Tutti questi materiali e processi innovativi consentono alle case automobilistiche di progettare auto più leggere che soddisfano requisiti di sicurezza sempre più stringenti. Tuttavia, l’applicazione di questi materiali e processi pone ulteriori problemi poiché il materiale selezionato per ciascuna parte stampata per l’industria automobilistica deve essere adatto alle sue particolari esigenze. Pertanto, una strategia di alleggerimento di successo richiede molto più della semplice sostituzione di parti in acciaio con materiali più leggeri. Utilizzare il materiale giusto per l’elemento giusto nel posto giusto di un’auto è la chiave di successo per la riduzione del peso.
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Graffatura di acciai altoresistenziali sottili [inglese]
Tailored Tempering [inglese]
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