La nuova tecnologia dell’alluminio riduce il peso dell’auto elettrica di lusso

Rendere le automobili più leggere, più efficienti dal punto di vista energetico e più sicure è una sfida per l’intera industria automobilistica. Il produttore americano di auto elettriche Lucid Motors ha scelto una tecnologia nuova e innovativa per affrontare la sfida.

Il Lucid Air, lanciato nel 2021, utilizza diversi componenti unici e leggeri realizzati in alluminio ad alta resistenza formato a caldo, progettati, prodotti e industrializzati in collaborazione con AP&T e il Gruppo fischer.

“Siamo estremamente orgogliosi di avere la possibilità di contribuire alla realizzazione di questa fantastica vettura. Lucid Motors è tra le prime case automobilistiche al mondo a utilizzare componenti in alluminio ad alta resistenza formati a caldo realizzati utilizzando la nostra tecnologia. Ciò rende il loro successo una pietra miliare importante anche per noi”, ha affermato il Dr. Christian Koroschetz, direttore vendite di AP&T.

Nel 2015, Lucid ha perseguito una tecnologia all'avanguardia per la produzione di elementi stampati critici in caso di incidente, come gli anelli delle portiere, gli irrigidimenti dei montanti centrali e i componenti di protezione del pacco batteria. Hanno contattato AP&T.

Una sfida entusiasmanteLucid ha presentato ad AP&T diverse parti e requisiti di processo, spingendo il team verso processi nuovi e avanzati, che alla fine avrebbero prodotto prodotti a basso peso, elevata formabilità, resistenza e duttilità in volumi elevati.

All'epoca, AP&T era profondamente impegnata in progetti di innovazione volti a studiare come utilizzare l'alluminio ad alta resistenza per produrre componenti della carrozzeria di automobili leggeri e ad alta resistenza. Come risultato diretto di questi progetti, Lucid ha selezionato AP&T come fornitore per Lucid Air.

“AP&T ha presentato una nuova tecnologia promettente. I potenziali vantaggi erano significativi perché la formatura a caldo ha consentito la produzione di parti dalle geometrie complesse con alluminio ad alta resistenza. Grazie alla combinazione di elevata formabilità, elevata resistenza e peso ridotto, la progettazione dei componenti può essere realmente ottimizzata. Ciò ha consentito di utilizzare lo spazio del pacchetto servizi in modo più efficiente e di raggiungere un elevato livello di sicurezza in caso di collisione e un basso consumo energetico, il tutto a vantaggio del cliente finale”, ha affermato Eric Bach, vicepresidente senior del prodotto e ingegnere capo di Lucid.

Sviluppo della soluzione: simulazioni e strumenti prototipali Nel corso del 2017 il lavoro di sviluppo ha subito un'accelerazione, con l'utilizzo di analisi ingegneristiche assistite da computer. Gli esperti di formatura di AP&T hanno eseguito simulazioni FEM di formatura della lamiera, che prevedono i possibili rischi di crepe e increspature che potrebbero verificarsi durante il processo di formatura. Gli ingegneri di Lucid hanno sfruttato il feedback di queste simulazioni per ripetere la progettazione dei componenti della carrozzeria.

Nello stesso anno, AP&T ha presentato la prima linea di produzione su larga scala per la formatura a caldo dell'alluminio ad alta resistenza per dimostrare il potenziale della nuova tecnologia. L'innovazione ha ricevuto il prestigioso Altair Enlighten Award. Questo riconoscimento ha confermato che AP&T era sulla strada giusta e ha dato ulteriore slancio alla collaborazione con Lucid Motors.

Nel 2019 e nel 2020 sono stati condotti test per convalidare la robustezza del processo e sviluppare dati di test. Sebbene la progettazione del componente sia vitale per soddisfare i requisiti di protezione della carrozzeria dell'auto, anche la resistenza, l'allungamento, il materiale e il modello di piegatura in caso di incidente svolgono un ruolo fondamentale. Gli ingegneri dei materiali e i progettisti di carrozzerie di Lucid hanno collaborato con gli ingegneri di processo della lamiera di AP&T e hanno identificato i materiali ideali per soddisfare le prestazioni richieste dei componenti.

Presso la linea di prova AP&T a Ulricehamn, in Svezia, sono state condotte numerose prove su diverse leghe di alluminio ad alta resistenza di vari fornitori. Il team ha implementato i parametri consigliati da questi fornitori di materiali nel processo di produzione. È stato durante questa fase del progetto che sono stati definiti i parametri ottimali del materiale, del processo di stampaggio e del trattamento termico. La robustezza del processo è stata convalidata attraverso un intenso studio sperimentale che includeva test sui materiali presso i laboratori di prova dei fornitori e test significativi sui componenti da parte degli ingegneri dei materiali di Lucid. I modelli di materiali e guasti, necessari per eseguire simulazioni di incidente FEM, sono stati esaminati dagli ingegneri di sviluppo di Lucid. Lucid ha ricevuto campioni di prova estratti da parti stampate finite, che hanno seguito l'intero percorso del processo presso la linea di produzione di AP&T, per calibrare i modelli.