Auto più leggere, si può?

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Ridurre il peso delle auto, e quindi il consumo di carburante, senza comprometterne la sicurezza, è una delle sfide per il futuro delle case automobilistiche. Un modo per rendere le auto più leggere è agire sulla carrozzeria.
Attualmente le carrozzerie sono composte in gran parte da una struttura in lamiera di acciaio omogeneo con foglio componente a spessore costante. I componenti soggetti a forti sollecitazioni in certi punti sono spesso di grandi dimensioni, perché progettati per resistere al grado più alto di sforzo locale. Ciò significa che lo spessore del foglio è maggiore del necessario nelle aree soggette a minori sollecitazioni, rendendo alcuni componenti inutilmente pesanti. Inoltre, le case automobilistiche usano parecchie lamiere di acciaio ad alta resistenza molto costose. Al momento, quindi, i compromessi vengono effettuati tra il peso dei componenti, il costo e la sicurezza dagli incidenti.

Ora i ricercatori del Fraunhofer Institute per la Tecnologia dei Materiali IWS di Dresda hanno sviluppato una tecnologia di costruzione leggera, che permette di ridurre il peso del veicolo, garantendo nel contempo un’adeguata sicurezza in caso di incidente. Per adattare le caratteristiche dei componenti del telaio alle sollecitazioni che agiscono su di loro in modo più preciso, l’ingegnere Markus Wagner e i suoi colleghi stanno studiando un nuovo approccio chiamato “rinforzo laser locale”. Tale approccio comporta l’uso di fogli di acciaio a bassa resistenza e a basso costo con spessore ridotto al minimo e rinforzo locale solo nelle areee soggette a forti sollecitazioni. Per fare ciò, gli esperti guidano un fascio laser focalizzato sulla superficie del foglio non lavorato. Le aree così trattate si surriscaldano, o addirittura iniziano a sciogliersi, prima di solidificare nuovamente. Il calore si disperde velocemente nel materiale freddo adiacente, dando luogo alla pista per il raffreddamento rapido. Questo produce fasi dure e materiale notevolmente rafforzato. “Otteniamo punti di forza di un massimo di 1.500 MPa (megapascal), raggiungendo circa il doppio della resistenza del materiale di base non rinforzato – sottolinea Markus Wagner – Questo ci permette di ottimizzare i pesi e le sollecitazioni, soprattutto nella progettazione delle travi del paraurti anteriore e posteriore, del montante B e dei vari rinforzi”.
I ricercatori IWS hanno già applicato il metodo ai vari profili di scontro e ai componenti di sicurezza per conto dei clienti. Grazie al nuovo design basato sullo stress specifico, sono in grado di ridurre significativamente le forze d’impatto e quindi fabbricare componenti fino al 20 percento più leggeri; il tutto senza trascurare la sicurezza in caso di incidente.

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