Automotive: componenti per veicoli più leggeri di oltre il 30%, con una riduzione delle emissioni di CO2 del 25% e un aumento del costo medio per chilogrammo di soli 2,67 euro.
Questo il primo risultato del progetto europeo ALLIANCE che coinvolge sei grandi case automobilistiche, sei fornitori di componenti e materiali e vari istituti di ricerca con il coordinamento di Daimler e dell’Istituto Fraunhofer LBF di Darmstadt, in Germania.
Il progetto europeo ALLIANCE per componenti più leggeri ed economici
I ricercatori del Fraunhofer hanno messo a frutto le loro capacità di ricerca nella progettazione dei componenti. In questo ambito, bisogna ottimizzare tutti i nuovi materiali dal basso verso l’alto: il peso, lo spessore e le loro frequenze naturali che, tra gli altri parametri, sono importanti per la gestione del rumore. Il metodo tradizionale a elementi finiti, che consiste nella creazione di un modello virtuale, che viene poi suddiviso in molte piccole unità per calcolare e ottimizzare il comportamento fisico della singola parte, prevede un procedimento molto complesso.
L’ottimizzazione multiparametrica…
Il team di ricerca ha sviluppato un modello parametrizzato che semplifica enormemente la procedura, mantenendo parametri come peso, frequenza naturale o spessore. I parametri ottimizzati vengono poi incanalati nel modello originale ad elementi finiti. “Questa ottimizzazione multiparametrica può essere usata sia nella prima fase concettuale che in seguito nel dettaglio del progetto“, afferma il professor Thilo Bein. Testando su un modulo dimostrativo virtuale per un componente front-end Opel, il modello consente di progettare i componenti con meno passaggi iterativi e permette di raggiungere meglio i parametri target.
… e i metodi di giunzione
Un altro aspetto del progetto riguarda i metodi di giunzione che devono collegare i singoli componenti leggeri in modo sicuro e saldo. Studiando i processi di giunzione ibrida che combinano rivetti e legami adesivi, gli esperti del Fraunhofer hanno sottoposto dei campioni simili a componenti a vari carichi ciclici per determinare quanto le articolazioni resistono all’usura. I ricercatori hanno anche testato un sottoscocca in plastica Toyota per la resistenza strutturale, ottenendo in entrambi i casi buoni risultati.
Il consorzio ha deciso di estendere la sua ricerca, quindi sta preparando un progetto di follow-up che dovrebbe fornire altri risultati nei prossimi anni.
