Nuova Audi A8 con Audi Space Frame: il futuro dell’utilizzo di materiali leggeri

 

* Ancora una volta la berlina di lusso del Marchio dei quattro anelli si distingue per 

le più avanzate innovazioni nella costruzione con materiali leggeri * Accesso più confortevole e migliore visibilità grazie alla tecnologia di aggraffatura tramite rullatura

* L’estrema rigidità torsionale offre vantaggi sia sotto il profilo dinamico sia acustico

* Il know-how si basa su oltre un milione di auto di serie con Audi Space Frame.

 

Audi scrive un nuovo capitolo nella storia della tecnologia di costruzione con materiali leggeri. Nell’Audi A8 di prossima generazione verrà infatti utilizzato per la prima volta un mix intelligente di quattro materiali adottati per la struttura portante della carrozzeria. Un numero di materiali ancora più elevato di quello impiegato precedentemente nei modelli di serie del Marchio dei quattro anelli. L’ammiraglia di lusso promuove ancora una volta le più avanzate innovazioni nella costruzione con materiali leggeri in ambito automobilistico. Il peso contenuto e l’elevata rigidità costituiscono infatti le basi per prestazioni migliori, maggiore efficienza e un livello di sicurezza ancora più elevato.

 

Gli esperti Audi nello studio dei materiali hanno da tempo superato l’idea di adottare un unico materiale nella costruzione ultraleggera. Hanno così sviluppato un mix composto da alluminio, acciaio, magnesio e materiale plastico rinforzato con fibra di carbonio (CFK), introducendolo nell’Audi Space Frame (ASF) della nuova Audi A8 e inaugurando così una nuova fase della tecnologia multimateriale, con il motto di: «il materiale giusto nel posto giusto e nella quantità giusta».

Audi punta su nuove tecnologie dei materiali e metodi costruttivi che assicurano una riduzione di peso a vantaggio dei Clienti. Per quanto riguarda la rigidità torsionale, la futura ammiraglia migliorerà di circa il 25% i già straordinari risultati del modello precedente.

 

Un processo produttivo innovativo: la parete posteriore in carbonio della nuova Audi A8

La parete posteriore in CFK, estremamente robusta e resistente alla torsione, rappresenta la parte più ampia della cellula passeggeri della nuova Audi A8 e contribuisce per il 33% alla rigidità torsionale dell’intera vettura.

Per assorbire in modo ottimale le sollecitazioni in direzione longitudinale e trasversale nonché le spinte, sono sovrapposti uno sull’altro tra i sei e i diciannove strati di fibre (a seconda delle sollecitazioni). Questi singoli strati di fibre sono composti da bande larghe 50 mm, che possono essere posate individualmente con una qualsiasi angolazione e un minimo taglio delle fibre, per formare un «pacchetto» compatto.

 

L’innovativo processo di posa diretta delle fibre, sviluppato appositamente a questo scopo, consente di evitare del tutto le fasi intermedie di solito necessarie. Con un altro processo di nuovo sviluppo, sul «pacchetto» di strati viene applicata resina epossidica che si indurisce nel giro di pochi minuti.

 

I componenti in acciaio lavorati a caldo creano una struttura estremamente resistente che costituisce poi la cellula abitacolo. Quest’ultima comprende l’area inferiore della paratia anteriore, le longarine sottoporta, i montanti centrali e la parte anteriore dell’arco del tetto. Alcune di queste piastre in lamiera sono prodotte con spessori diversi tramite tecnologie «tailor-made», mentre altre vengono parzialmente adattate. Queste operazioni riducono il peso e aumentano la resistenza soprattutto in tema di sicurezza.

 

I componenti in alluminio rappresentano il 58% della carrozzeria della nuova Audi A8. Sotto forma di nodi pressofusi, profilati estrusi e lamiere, costituiscono i caratteristici elementi della costruzione dell’ASF. Anche in questo caso la concorrenza sotto il profilo dei materiali ha stimolato lo sviluppo di ulteriori progressi. Nuove leghe termoindurenti consentono di raggiungere una resistenza alla trazione superiore ai 230 megapascal (MPa). La soglia di snervamento corrispondente supera i 180 MPa nella prova di trazione. Per le leghe profilate supera invece i 280 o i 320 MPa: valori notevolmente più alti rispetto a quelli registrati finora.

 

L’intelligente mix di materiali è poi completato dalla barra per i duomi ammortizzatori in magnesio. Rispetto al modello precedente, il peso scende in questo caso del 28%. Le viti in alluminio creano la giunzione con gli stabilizzatori, assicurando così l’elevata rigidità torsionale della carrozzeria. In caso di urto frontale, le forze che si sprigionano vengono distribuite su tre livelli di carico nella zona anteriore della vettura.

 

La nuova carrozzeria di Audi A8

Non è solo l’Audi Space Frame della nuova Audi A8 ad aver subito un processo di rinnovamento. Le novità riguardano, infatti, anche i padiglioni produttivi dello stabilimento di Neckarsulm, aggiornati appositamente per la futura ammiraglia. A questo scopo, per il solo padiglione dedicato alla costruzione della carrozzeria (alto 41 m) sono state necessarie 14.400 tonnellate di acciaio, il doppio rispetto al materiale utilizzato per la Torre Eiffel di Parigi.

 

La produzione, molto complessa ma al contempo efficiente sotto il profilo energetico, sfrutta 14 diversi processi di giunzione, tra cui l’aggraffatura tramite rullatura all’accesso delle portiere anteriori e posteriori. Questa tecnologia «a freddo», puramente meccanica, unisce il telaio delle pareti in alluminio con le lamiere in acciaio lavorate a caldo ed estremamente resistenti, di montante centrale, arco del tetto e longarine sottoporta.

Nella zona di accesso alle portiere, si è ottenuto così un miglioramento fino a +36 mm rispetto alla generazione precedente. Il tutto rende l’accesso alla vettura ancora più confortevole ed amplia il campo visivo del conducente in corrispondenza del montante anteriore, una zona essenziale per la sicurezza.

 

Nel processo di giunzione «a caldo», Audi ha dato vita a una metodologia unica tra i concorrenti di livello premium grazie alla saldatura laser remota dell’alluminio. Il posizionamento preciso del raggio laser rispetto al lembo del giunto saldato riduce sensibilmente le imperfezioni dovute all’elevato calore generato nel corso del processo produttivo. Il nuovo procedimento consente di controllare con precisione la profondità di penetrazione del laser tramite apporto termico. In questo modo, il controllo del processo può individuare immediatamente una fessura tra i componenti al momento della giunzione e chiuderla in modo efficace, adottando apposite contromisure. L’elevata velocità di avanzamento e il basso fabbisogno energetico del raggio laser riducono di circa il 25% le emissioni di CO2 di questa fase produttiva.

 

Se impiegato nella produzione di serie, il nuovo procedimento consente poi un risparmio del 95% dei costi, dato che viene meno il dispendioso controllo del processo della saldatura laser tradizionale.

L’ammiraglia della Casa di Ingolstadt è stata la prima berlina di lusso ad aver inaugurato, nel 1994, l’era dell’Audi Space Frame con la sua carrozzeria autoportante in alluminio. Da allora, Audi ha prodotto oltre un milione di auto di serie dotate di questa soluzione tecnica costruttiva,  continuando ad evolvere il proprio know-how in fatto di materiali e tecniche di saldatura e assemblaggio.