Dal metallo alla plastica: l’esempio del filtro dell’olio per Audi e Volkswagen

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Il filtro in posizione sul motore
Il filtro in posizione sul motore

La sostituzione dei metalli con la plastica sta conquistando spazi sempre più ampi in molti settori industriali, tra cui anche la produzione di componenti sottocofano per l’automotive. La riduzione del peso non è il solo vantaggio, perché molto spesso questi processi alternativi sono più favorevoli anche dal punto di vista economico e dell’efficienza produttiva. Ne è un esempio la soluzione sviluppata dalla tedesca Hengst SE & Co per la realizzazione del modulo di filtrazione e raffreddamento dell’olio, concepito per l’installazione sui nuovi motori diesel a quattro cilindri MDB che equipaggiano il pianale MQB, ovvero base costruttiva di diversi modelli del gruppo Volkswagen e Audi con motore anteriore trasversale. Si tratta di uno dei più complessi manufatti tridimensionali stampati da Hengst, che deve garantire precisione dimensionale, qualità superficiale e una produttività di oltre 300.000 moduli all’anno.

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La sfida più arda imposta dallo sviluppo del pezzo è l’elaborazione di un design compatto nonostante l’elevato numero di fori, passaggi e connessioni, unita alla necessità di stamparlo in un unico passaggio per evitare costose riprese. «È impossibile ottenere una simile efficienza produttiva con la pressofusione dell’alluminio», sottolinea Michael Oertker, del reparto di ingegneria industriale di Hengst «perché sarebbero necessarie più fasi di produzione e la lavorazione a valle di alcune superfici». L’impiego di poliammide rinforzata con fibra di vetro ha reso del tutto superflue le lavorazioni secondarie: ogni connessione viene infatti realizzata direttamente in sede di stampaggio a iniezione, mentre alcuni maschi sfilabili creano i fori filettati. Il nuovo design ha introdotto anche due novità, come la vite di scarico dell’olio in plastica nel coperchio del filtro e il collegamento diretto a vite del raffreddatore dell’olio. Il risultato è un notevole risparmio di volume e di peso combinato con elevate prestazioni.

Il filtro viene realizzato mediante uno stampo a un’impronta con otto martinetti radiali – che ne giustificano le dimensioni – installato su una pressa a iniezione Engel victory con tecnologia senza colonne. Dal momento che l’assenza delle colonne permette di sfruttare il piano porta stampo fino ai bordi, per lo stampaggio del modulo di filtrazione dell’olio viene impiegata una macchina con forza di chiusura di 500 tonnellate. «Se avessimo deciso di utilizzare una pressa tradizionale», spiega Michael Oertker «sarebbe stata necessaria una forza di chiusura di almeno 800 tonnellate».

Il design senza colonne si è rivelato vantaggioso anche per l’automazione: infatti, il robot Engel viper 40 accede all’area dello stampo lateralmente, riducendo l’altezza totale dell’isola di lavoro. Grazie a un sistema di automazione integrato è stato possibile coordinare i movimenti della pressa e del robot per permettere l’estrazione del corpo del filtro, con una rotazione della pinza di presa. La soluzione ha ricevuto l’HL-Award  Engel 2015 nella sezione “Efficient use of the mould area’’.

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