Lega di alluminio per automobile

Introduzione della lega di alluminio per automobile

1.Parti appese

Il coperchio di avvio (Regno Unito) o mazzo (NOI) è il pannello che copre lo stivale (o tronco) di un'automobile. Abilita l'accesso al compartimento dei bagagli principali. Una cerniera consente di sollevare il portellone del bagagliaio, mentre dispositivi come molle o bombole di gas lo mantengono in posizione aperta.

In linea di principio, i coperchi del bagagliaio devono soddisfare requisiti simili e sono soggetti alle stesse linee guida di progettazione dei cofani. Tuttavia, le lamiere di alluminio vengono utilizzate molto meno per i cofani del bagagliaio che per i cofani. Il motivo principale è che il “valore” del peso risparmiato nella parte posteriore della vettura è significativamente inferiore rispetto all’anteriore a causa dell’obiettivo di un 50:50 distribuzione del carico sugli assi. In molti casi, gli ingegneri automobilistici stanno addirittura spostando la massa (per esempio. batterie) verso la parte posteriore per ottenere una distribuzione del peso sugli assi più equilibrata.

Portellone posteriore dell'auto in lega di alluminio

Di conseguenza, I coperchi del bagagliaio in alluminio vengono utilizzati principalmente per i modelli di auto con struttura della carrozzeria interamente in alluminio. Ma ce ne sono comunque alcuni (progettazione di materiali misti) modelli di auto superiori che utilizzano un portellone del bagagliaio in alluminio per ridurre il peso. Quando si sostituisce l'alluminio con l'acciaio nel portellone del bagagliaio, risparmio di peso di ca 50% può essere raggiunto. Ad esempio, il portellone del bagagliaio mostrato di seguito (peso 8.6 kg) – progettato per il veicolo Ford P2000 – rappresenta una riduzione di peso di 5.4 kg (53%) rispetto ad un design equivalente in acciaio. La lega AA 6022-T4, invecchiato a T6 durante il processo di cottura della vernice, è stato applicato. Lo spessore del pannello esterno ed interno del cofano e del portellone del bagagliaio era simile (0.85 mm)

Un esempio interessante è il portellone del bagagliaio mostrato di seguito, realizzato in lega TopForm®SPF. Si tratta di una lega AlMgMn ottimizzata per il processo di formatura superplastica con una composizione corrispondente alla lega EN-AW 5083. La lega offre una struttura a grana ultrafine come risultato di condizioni di lavorazione speciali durante la fusione, laminazione e trattamento termico.

Più importante è l'applicazione delle lamiere in alluminio per i portelloni (o portelli posteriori) e portelloni posteriori, i.e. le porte o i "cancelli" sul retro dei SUV, berline, station wagon e veicoli simili. Portelloni e portelli posteriori sono incernierati nella parte superiore e si aprono verso l'alto, i portelloni posteriori sono porte ad apertura laterale con cerniera a sinistra o a destra. Traggono grande beneficio da un peso ridotto grazie ad una più facile movimentazione. Inoltre, un peso ridotto può tradursi in carichi sull'asse posteriore notevolmente inferiori (poiché questi pannelli sporgono dall'asse posteriore) e quindi posti a sedere aggiuntivi.

Un primo esempio di portellone in alluminio è il GMT 830 portellone. Era un design interamente in alluminio che utilizzava EN-AW 6111-T4PD per il pannello esterno, EN-AW 6111-T4P per i rinforzi e EN-AW 5182-O per il pannello interno. Il portellone in alluminio è stato stampato utilizzando strumenti di pressatura convenzionali. Lo spessore del pannello esterno è stato selezionato per soddisfare i requisiti di ammaccatura e conservazione dell'olio. Il portellone in alluminio è stato assemblato mediante saldatura a punti e orlatura a resistenza. Per i fissaggi di cerniere e chiavistelli sono stati utilizzati dadi in acciaio rivestito.

Per il pannello esterno della Saab 9-3 portellone, è stata utilizzata la lega EN AW-6016 (t = 1.0 mm). Il pannello interno è realizzato in lega Hydro 5182-M ssf (t = 1.2 mm), una qualità speciale dello stato ricotto O-Temper EN AW-5182 (“Scarso da barella e/o senza sforzo da barella”). Nella condizione “barella-strain free”., la formazione di segni di stiramento del tipo A viene soppressa da una piccola pre-deformazione della lamiera ricotta (a scapito della rimanente formabilità). Tuttavia, non appena il livello di tensione aumenta al di sopra 5 A 7 %, le sottili striature delle linee di Lüders di tipo B con una profondità di rugosità superficiale < 1 0 μ m non può essere evitato. Perciò, Le qualità delle leghe AlMg “esenti da deformazioni” non hanno trovato un'applicazione pratica significativa.

Un'interessante variante dal design leggero presenta il portellone posteriore della VW Lupo 3L (prodotto 1999 - 2005), un'edizione speciale realizzata con l'intenzione di consumare solo 3 l di carburante ca 100 km. La soluzione scelta per il portellone prevedeva una parte interna integrale in magnesio e un pannello esterno in alluminio (così come i rinforzi della serratura in alluminio) con un peso di 5.4 kg (rispetto a 10.5 kg per la soluzione di acciaio). Il pannello esterno in alluminio è flangiato sulla parte interna in magnesio. Inoltre, il fissaggio adesivo della flangia viene utilizzato per resistenza e isolamento. Per evitare qualsiasi potenziale di corrosione da contatto, la pressofusione di magnesio viene rivestita prima dell'assemblaggio.

Un'opzione di alleggerimento economicamente vantaggiosa è anche l'applicazione di fusioni in alluminio per i telai dei finestrini posteriori (vedere sotto).

2 Ali

Ali (Regno Unito) o paraurti (NOI) denotare la parte della carrozzeria che incornicia il passaruota (la parte inferiore del parafango). Il suo scopo principale è prevenire la sabbia, fango, rocce, liquidi, e altri spruzzi stradali vengano lanciati in aria dal pneumatico in rotazione.

Il termine "ala" si riferisce solitamente solo ai pannelli sopra i passaruota anteriori, come nelle auto moderne, le “ali” posteriori sono piuttosto parte integrante della fiancata della vettura. L'industria è cambiata dai parafanghi posteriori imbullonati al pannello laterale (un pannello della carrozzeria che si estende tra la porta posteriore e il bagagliaio) ad un pannello laterale allargato che svolgeva entrambe le funzioni e, infine, ad una parete laterale in un unico pezzo. Lo stato dell’arte di oggi è una parete laterale monopezzo; il pannello laterale viene utilizzato nei casi in cui la produzione di una parete laterale in un unico pezzo non è fattibile per motivi tecnici.

Introduzione della lega di alluminio per automobile

Generalmente, le ali sono componenti relativamente semplici e la conversione dall'acciaio all'alluminio non presenta alcuna difficoltà.

I requisiti di base per i parafanghi in alluminio sono in gran parte identici a quelli per i pannelli esterni del cofano o del portellone del bagagliaio, i.e.:

• – rigidità – determinata dal design e dallo spessore della lamiera (generalmente 1.4 x spessore lamiera d'acciaio),
• – resistenza alla deformazione – determinata dallo spessore della lamiera, resistenza allo snervamento e design,
• – ammaccatura dinamica (scheggiatura di pietre) – determinato dallo spessore della lamiera e dal carico di snervamento,
• – qualità della superficie – determinata dal tipo di lega (preferibilmente della serie AlMgSi), rugosità superficiale e microstruttura,
• – raggio di orlatura ridotto

Le odierne leghe di alluminio standard per le applicazioni del corpo esterno del sistema EN-AW 6xxx soddisfano tutti i requisiti per i design delle ali standard. La riduzione di peso risultante rispetto all'acciaio è normalmente leggermente superiore a 50 %, i.e. la sostituzione dell'acciaio con l'alluminio per i parafanghi offre interessanti possibilità di riduzione del peso nella parte anteriore dell'auto. Tuttavia, la penetrazione nel mercato dell'alluminio per i parafanghi è significativamente inferiore a quella dei cofani. Il motivo principale è che in molti casi, vengono utilizzati pannelli alari in plastica o plastica rinforzata con fibre. Il vantaggio dei materiali plastici è la minore sensibilità della plastica ai piccoli danni da parcheggio (per esempio. graffi e piccole ammaccature).

Ma ci sono anche modelli di auto in cui sono richieste ali dalle forme molto complesse. Una soluzione interessante per questi casi speciali offre la tecnologia di formatura superplastica.

3 Porte

La porta consente di entrare e uscire dal veicolo. Le porte possono essere aperte manualmente, o alimentati elettricamente. La portiera di un'auto convenzionale è incernierata sul bordo anteriore, permettendo alla porta di oscillare verso l'esterno dalla carrozzeria. Questo tipo di porta ha il vantaggio che viene aperta durante la marcia in avanti del veicolo, la resistenza al vento funzionerà contro l'apertura della porta, e ne forzerà di fatto la chiusura.

Ma a seconda del tipo di auto, ci sono anche altri concetti di porta in uso:

Le porte incernierate posteriormente facilitano notevolmente l'entrata e l'uscita dal veicolo. Tuttavia, oggigiorno, i problemi di sicurezza impediscono l’uso di “porte antivento”.. Sui veicoli moderni, fanno eccezione le porte posteriori con cerniera posteriore in combinazione con le porte anteriori con cerniera anteriore, principalmente su auto con autista, taxi e monovolume.

Le porte a forbice sono porte di automobili che ruotano verticalmente su una cerniera fissa nella parte anteriore della porta, anziché verso l'esterno come nel caso di una porta convenzionale. Questo tipo di porte viene utilizzato su alcune auto sportive esclusive (per esempio. alcuni modelli Lamborghini)

Le porte a farfalla sono un tipo di porta visto anche sulle auto ad alte prestazioni (per esempio. la supersportiva McLaren F1). Sono simili alle porte a forbice, ma mentre le porte a forbice si alzano, le porte a farfalla si muovono anche verso l'esterno, che facilita l'ingresso/uscita a scapito del risparmio di spazio. La porta ad ala di gabbiano descrive le porte dell'auto incernierate sul tetto anziché lateralmente. Si trovano solo su modelli di auto sportive selezionati.

Portiera della cabina in lega di alluminio

Le porte scorrevoli si aprono scorrendo (solitamente in orizzontale), per cui le porte sono montate o sospese su un binario. Le porte scorrevoli sono più comunemente utilizzate per i minibus (Monovolume) per fornire un ampio ingresso o uscita per i passeggeri o senza intralciare il marciapiede. Sono spesso utilizzati anche sulla fiancata dei furgoni commerciali in quanto ciò consente un'ampia apertura per il carico e lo scarico del carico senza ostruire l'accesso.

Tuttavia, la portiera della cabina non è un semplice pannello da appendere ma piuttosto un modulo strutturale che assolve a molteplici funzioni. Fondamentalmente, la porta è costituita da un pannello esterno supportato da un elemento strutturale interno al quale sono fissati vari componenti aggiuntivi. Inoltre, le portiere delle auto moderne di solito includono un elemento di rinforzo (“trave di impatto laterale”) che protegge conducente e passeggeri in caso di impatto laterale, per esempio. quando le auto più piccole vengono colpite da un SUV più grande.
Il guscio della porta, il componente più visibile della portiera di un'auto, tiene insieme tutte le parti della porta. Le parti aggiuntive più importanti integrate nella porta sono:

• – Cerniere: Le cerniere collegano la porta alla struttura della carrozzeria, consentire l'apertura e la chiusura della porta e mantenere la porta nella posizione necessaria per chiudersi correttamente.
• – Maniglia e serratura della porta: Queste parti consentono alla porta di chiudersi in modo sicuro e ne impediscono l'apertura. Esistono diversi sistemi di chiusura delle portiere delle auto. Le auto più recenti contengono una funzione di blocco elettrico che consente ai conducenti di bloccare a distanza tutte le portiere. Le maniglie delle porte si trovano all'interno e all'esterno della portiera dell'auto.
• – Finestrini e alzacristalli: Le porte dei veicoli sono generalmente dotate di finestrini e la maggior parte di questi può essere aperta in varia misura. Generalmente, i finestrini delle portiere dell'auto si ritraggono verso il basso nel corpo delle porte. L'alzacristallo è il meccanismo che si trova all'interno della portiera dell'auto e che alza e abbassa il vetro del finestrino. Le finestre si aprono sia con manovella manuale, o motore elettrico commutabile.

Inoltre, in generale è presente un pannello interno della porta che è un componente stilistico importante per gli interni, ma contribuisce anche alla funzionalità e all'ergonomia dell'auto. Contiene varie parti interne come le maniglie delle porte interne, braccioli e/o vassoi portaoggetti, interruttori, e luci. Sul corpo della porta possono essere alloggiati anche dei tappetini fonoassorbenti, sistemi elettronici come i comandi dei finestrini e il meccanismo di chiusura, altoparlanti o airbag come protezione aggiuntiva in caso di impatto laterale, ecc.