Audi A8: struttura Space Frame per la nuova serie

Un sapiente mix di alluminio, acciaio, magnesio e CFK per la scocca Audi Space Frame della futura A8: ecco tutti i segreti di questo progetto.

Audi A8: struttura Space Frame per la nuova serie

di Francesco Giorgi

06 aprile 2017

Un sapiente mix di alluminio, acciaio, magnesio e CFK per la scocca Audi Space Frame della futura A8: ecco tutti i segreti di questo progetto.

La prossima generazione di Audi A8, attesa in anteprima al Salone di Francoforte 2017, sarà realizzata sulla base di una nuova evoluzione della struttura Audi Space Frame esclusiva della produzione di Ingolstadt. Lo comunic la stessa Audi, in queste ore, in una nota tecnica che anticipa i contenuti hi-tech che concorreranno a formare la scocca della futura ammiraglia dei Quattro Anelli.

Per la prima volta, specificano i tecnici Audi, la prossima generazione di A8 verrà allestita su una nuova scocca Audi Space Frame nella quale si impiegherà l’unione di quattro materiali: una cifra – occorre notare – ancora più elevata rispetto a quella utilizzata finora nella produzione Audi.

Nel dettaglio, il “mix” messo a punto dagli esperti Audi nello studio dei materiali – che, come vedremo, hanno da diverso tempo superato il concetto relativo all’adozione di un unico materiale per realizzare le scocche ultraleggere – prevede l’impiego di alluminio, acciaio, magnesio e materiale plastico rinforzato con fibra di carbonio (CFK).

Questa nuova tecnologia per l’Audi Space Frame che costituirà la scocca portante della prossima serie di Audi A8 viene sintetizzata, dai tecnici di Ingolstadt, nello slogan “Il materiale giusto nel posto giusto e nella quantità giusta”; contestualmente, Audi punta il dito su un risultato che potrebbe scrivere un capitolo nuovo nello sviluppo tecnologico della scocca portante: la prossima generazione di Audi A8 attesa al Salone di Francoforte (14 – 24 settembre 2017) viene fin d’ora accreditata di una rigidità torsionale superiore del 25% rispetto ai già elevati valori espressi dall’attuale generazione.

A ciò, contribuisce per un terzo (33%) la nuova paratia posteriore in CFK – dalle elevatissime doti di robustezza e resistenza alla torsione -, che rappresenta la parte più ampia della cellula passeggeri della nuova Audi A8. L’ottimale assorbimento delle sollecitazioni longitudinali e trasversali,allo stesso modo delle “spinte”, vengono sovrapporti l’uno sull’altro da sei a diciannove strati di fibre (ciascuno dei quali si compone di bande larghe 50 mm) e che possono essere collocate individualmente con una qualsiasi angolazione e un minimo taglio delle fibre stesse.

A completare il “sandwich” di CFK, e ad aiutare la struttura a massimizzare le proprie doti, viene in aiuto uno strato di resina epossidica, che viene colata sul “pacchetto” di strati di materiale plastico rinforzato con fibra di [glossario:carbonio] e che si indurisce nel volgere di pochi minuti.

Per la cellula abitacolo della prossima generazione di Audi A8 (e, c’è da scommetterci, per i modelli alto di gamma e high performance che saranno portati al debutto in un futuro a breve – medio termine), viene impiegata una struttura in acciaio lavorato a caldo (nella quale alcuni componenti sono prodotti con spessori diverse, come se si trattasse di abiti “su misura”, e altri vengono parzialmente adattati), che comprende la zona inferiore della paratia anteriore, le longarine sottoporta, i montanti centrali e la parte anteriore dell’arco del tetto.  

Non resta che analizzare l’apporto di alluminio e magnesio: relativamente al primo, costituisce il 58% della carrozzeria della prossima Audi A8, sotto forma di nodi pressofusi, profilati estrusi e lamiere; quanto al magnesio, questo sarà utilizzato per la realizzazione della barra duomi anteriore (peserà il 28% in meno rispetto al modello precedente), fissata a sua volta alla scocca mediante viti in alluminio.

Complessivamente, l’assemblaggio della scocca per la futura generazione di Audi A8 prevede ben 14 differenti processi di giunzione (un numero rilevante, tuttavia adeguato al “dialogo operativo” fra materiali così diversi fra loro) e di aggraffatura mediante rullatura per le porte: una tecnologia “a freddo”, totalmente meccanica, che 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. Per la giunzione “a caldo”, invece, Audi inaugura un procedimento tutto nuovo per il segmento premium: consiste nella saldatura laser remota dell’alluminio, nel quale l’esatto posizionamento del raggio laser rispetto al lembo del giunto saldato riduce sensibilmente le imperfezioni dovute all’elevato calore generato nel corso del processo produttivo.

In termini di attenzione all’ambiente, indicano i tecnici Audi, l’elevata velocità di avanzamento e il basso fabbisogno energetico permettono una riduzione delle emissioni di CO2 fino al 25% in questa fase produttiva; dal canto suo, in un’ottica di produzione in serie, questo processo consente di risparmiare il 95% dei costi (venendo meno il più “esigente”, dal punto di vista economico, controllo del processo della saldatura laser tradizionale).

Si tratta, nel complesso, di una metodologia di produzione decisamente complessa, e che ha richiesto un notevole studio tecnologico anche dal punto di vista dell’adeguamento degli impianti dello stabilimento di Neckarsulm, aggiornati appositamente per la futura ammiraglia. Ad esempio, Audi fa notare che per il solo padiglione dedicato alla realizzazione delle carrozzerie (41 m di altezza) sono state necessarie 14.400 tonnellate di acciaio, il doppio rispetto al materiale utilizzato per la Torre Eiffel di Parigi.