La progettazione della struttura della carrozzeria di un'autoveicolo è dettata da un equilibrio tra conformità normativa (standard di sicurezza ed emissioni) e richieste dei consumatori. I principali produttori di apparecchiature originali (OEM) danno priorità ai materiali avanzati che offrono capacità di alleggerimento, efficienza in termini di costi, sicurezza dei passeggeri e riciclabilità.
Acciaio ad alta resistenza (HSS):La scelta del materiale per il Body-in-White (BIW) dipende dalle proprietà meccaniche come resistenza alla trazione, fattibilità di produzione e durata. L'acciaio avanzato ad alta resistenza (AHSS) rimane la scelta principale per i produttori globali. Le innovazioni nel settore dell'acciaio hanno prodotto qualità significativamente più resistenti e sottili, consentendo una riduzione del peso senza compromettere l'integrità strutturale. Oltre al telaio e al telaio, l'acciaio è essenziale per i motori e i sistemi di sospensione grazie al suo rapporto costo-efficacia e all'eccellente assorbimento dell'energia d'urto.
Leghe di alluminio:L’adozione dell’alluminio nella catena di fornitura automobilistica è aumentata, in particolare per i veicoli elettrici (EV). L'utilizzo dell'alluminio può ridurre il peso del veicolo fino al 30-50% rispetto all'acciaio tradizionale. Sebbene la sua resistenza alla corrosione sia un vantaggio importante, il suo modulo di Young inferiore richiede una riprogettazione precisa per garantire una rigidità equivalente. Le moderne tecniche di gigacasting ora consentono ai produttori di integrare più componenti in alluminio in un unico pezzo fuso di grandi dimensioni (ad esempio, il sottoscocca posteriore), ottimizzando la produzione e migliorando le prestazioni.
Magnesio e metalli leggeri:Il magnesio sta guadagnando terreno come il metallo strutturale più leggero, essendo il 33% più leggero dell’alluminio. Per superare la sua intrinseca bassa resistenza alla trazione e allo scorrimento viscoso, il magnesio viene tipicamente utilizzato in forme di leghe (come la serie Mg-Al-Zn). Viene sempre più utilizzato per travi del cruscotto, piantoni dello sterzo e alloggiamenti del cambio dove è richiesto un notevole risparmio di peso.
● Alleggerimento del veicolo: ridurre il peso a vuoto è il modo più efficace per ridurre le emissioni di carbonio e aumentare l'autonomia dei veicoli elettrici. Una riduzione del peso del 10% produce in genere un miglioramento del 6-8% nell’efficienza energetica.
● Fattibilità economica: il costo per libbra rimane un KPI critico. Sebbene l’alluminio e il magnesio offrano prestazioni migliori, i costi più elevati delle materie prime devono essere giustificati da una migliore funzionalità o da un assemblaggio semplificato.
● Sicurezza e resistenza agli urti: le moderne architetture dei veicoli si concentrano sulla gestione dell'energia durante gli impatti, garantendo la massima protezione attraverso la deformazione controllata e la resistenza alla penetrazione.
● Economia circolare: con l'inasprimento delle normative globali sulla sostenibilità, l'uso di alluminio riciclato e acciaio verde sta diventando un requisito standard per ridurre al minimo l'impatto ambientale della produzione di veicoli.
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