Potresti chiederti: "Cosa rende l'alluminio nelle auto così comune?" oppure "Che cosa rende l'alluminio un materiale così eccezionale per le carrozzerie delle automobili?" senza rendersi conto che l’alluminio è stato utilizzato nella produzione automobilistica sin dalla nascita delle automobili. Già nel 1889 l'alluminio veniva prodotto in quantità e colato, laminato e formato nelle automobili.
I produttori di automobili hanno colto l'opportunità di lavorare con un materiale più facile da modellare rispetto all'acciaio. All'epoca esistevano solo forme più pure di alluminio, che sono caratteristicamente più morbide e possiedono una grande formabilità e un'eccellente resistenza alla corrosione che regge nel tempo. Questi fattori hanno portato i produttori di automobili a fondere in sabbia e formare ampi pannelli della carrozzeria che venivano poi saldati e lucidati a mano.
Entro la metà del 20° secolo, alcune delle case automobilistiche più stimate iniziarono ad applicare l’alluminio nelle automobili. Ciò include Bugatti, Ferrari, BMW, Mercedes e Porsche.
Perché scegliere l'alluminio nelle automobili?
Le automobili sono macchine complesse costituite da circa 30.000 parti. Le carrozzerie, o lo scheletro del veicolo, sono le parti più costose e critiche per la produzione di veicoli.
Includono i pannelli esterni che danno forma al veicolo e i pannelli interni che fungono da rinforzo. I pannelli sono saldati insieme ai pilastri e alla ringhiera. La carrozzeria dell'auto comprende quindi porte anteriori e posteriori, travi motore, passaruota, paraurti, cofani, abitacolo, pannelli anteriori, tetto e pavimento.
La solidità strutturale è il requisito più importante per le carrozzerie delle automobili. Tuttavia, le carrozzerie delle automobili devono anche essere leggere, accessibili da produrre, resistenti alla ruggine e avere le qualità attraenti che i consumatori ricercano, come eccellenti caratteristiche di finitura superficiale.
L’alluminio soddisfa la gamma di questi requisiti per alcuni motivi:
Versatilità
Naturalmente l’alluminio è un materiale eccezionalmente versatile. La formabilità e la resistenza alla corrosione dell'alluminio lo rendono facile da lavorare e modellare.
È inoltre disponibile in vari formati, come lamiera di alluminio, bobina di alluminio, piastra di alluminio, tubo di alluminio, tubo di alluminio, canale di alluminio, trave di alluminio, barra di alluminio e angolo di alluminio.
La versatilità consente all'alluminio di essere un materiale di scelta per una gamma di applicazioni automobilistiche che potrebbero richiedere caratteristiche diverse, siano esse dimensioni e forma, carico di snervamento, caratteristiche di finitura o resistenza alla corrosione.
Facilità di lavorabilità
La qualità e la versatilità delle prestazioni possono essere migliorate attraverso vari processi di fabbricazione, come indurimento in forno, indurimento per lavorazione e precipitazione, trafilatura, ricottura, fusione, stampaggio ed estrusione. Le tecnologie di saldatura migliorate continuano a rendere la giunzione dell’alluminio più semplice da eseguire con risultati più sicuri.
Leggero e durevole
L'alluminio ha un elevato rapporto resistenza/peso, il che significa che è leggero e durevole. Le tendenze automobilistiche relative all’alluminio si sono concentrate sulla riduzione del peso dei veicoli, uno degli obiettivi principali del settore per soddisfare obiettivi di emissioni più severi.
La ricerca condotta da Drive Aluminium conferma che l'alluminio nelle automobili riduce il peso del veicolo e aumenta il risparmio di carburante e l'autonomia nei veicoli elettrici (EV). Poiché la domanda dei consumatori e gli incentivi ambientali stanno portando ad un aumento della produzione di veicoli elettrici, possiamo aspettarci che l’alluminio nelle carrozzerie delle auto continuerà ad aumentare per compensare il peso delle batterie e ridurre le emissioni.
Capacità di lega
Il fatto che l’alluminio possa essere legato con una serie di elementi per amplificare qualità come robustezza, conduttività elettrica e resistenza alla corrosione ne aumenta l’uso nella produzione automobilistica.
L'alluminio è separato in serie di leghe determinate dai loro principali elementi di lega. Le serie di leghe di alluminio 1xxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx, 5xxx, 6xxx e 7xxx includono tutte le leghe utilizzate nelle carrozzerie delle automobili.
Elenco dei gradi di alluminio nelle carrozzerie delle automobili
1100
La serie 1xxx di alluminio è l'alluminio più puro disponibile. Puro al 99%, il foglio di alluminio 1100 è estremamente malleabile. Dimostra anche un'eccellente resistenza alla corrosione. Questa è stata una delle prime leghe utilizzate nei veicoli e continua ad essere utilizzata anche oggi, principalmente negli isolanti termici.
2024
La serie 2xxx di alluminio è legata con rame. Il 2024 è spesso utilizzato nella produzione di pistoni, componenti frenanti, rotori, cilindri, ruote e ingranaggi poiché mostra elevata robustezza ed eccellente resistenza alla fatica.
3003, 3004, 3105
La serie di alluminio al manganese 3xxx ha un'ottima formabilità. È molto probabile che vedrai 3003, 3004 e 3105.
3003 mostra elevata resistenza, buona formabilità, lavorabilità e capacità di imbutitura. Viene spesso utilizzato per tubazioni e pannellature automobilistiche, nonché per getti di potenza per ibridi ed veicoli elettrici.
Il 3004 condivide molte delle caratteristiche del 3003 e può essere inoltre utilizzato per pannelli della griglia del cofano e radiatori.
Il 3105 ha eccellenti caratteristiche di resistenza alla corrosione, formabilità e saldatura. Si presenta nella lamiera della carrozzeria, per l'uso in parafanghi, porte e pannelli del pavimento.
4032
La serie 4xxx di alluminio è legata al silicio. Il 4032 verrà utilizzato per pistoni, spirali di compressori e componenti di motori poiché dimostra un'eccellente saldabilità e resistenza all'abrasione.
5005, 5052, 5083, 5182, 5251
La serie 5xxx è una delle più apprezzate per le carrozzerie in alluminio. Il suo principale elemento legante è il magnesio, noto per aumentare la resistenza.
Il 5005 si presenta nei pannelli della carrozzeria, nei serbatoi del carburante, nelle piastre dello sterzo e nelle tubazioni.
La 5052 è considerata una delle leghe più utili e di conseguenza appare in una moltitudine di componenti automobilistici. Lo vedrai nei serbatoi del carburante, nei rimorchi dei camion, nelle piastre delle sospensioni, nei pannelli dei display, nelle staffe, nei freni a disco e a tamburo e in molti altri ricambi auto non critici.
Il 5083 è eccellente per componenti automobilistici complessi come basi motore e pannelli della carrozzeria.
5182 si presenta come pilastro strutturale per le carrozzerie delle auto. Tutto, dalle staffe strutturali, alle porte, ai cofani e alle piastre terminali delle ali anteriori.
5251 può essere visto nella pannellatura automatica.
6016, 6022, 6061, 6082, 6181
La serie in alluminio 6xxx è legata con magnesio e silicio, vanta alcune delle migliori capacità di estrusione e fusione e dimostra un carattere di finitura superficiale ideale.
6016 e 6022 sono destinati alla copertura di carrozzerie, porte, bauli, tetti, parafanghi e piastre esterne dove la resistenza alle ammaccature è fondamentale.
6061 presenta eccezionali caratteristiche di finitura superficiale, resistenza alla corrosione ed elevata resistenza. Si manifesta nelle traverse, nei freni, negli alberi delle eliche delle ruote, nelle carrozzerie di camion e autobus, negli airbag e nei serbatoi dei ricevitori.
6082 ha una delle migliori resistenze agli urti. Di conseguenza, viene utilizzato per strutture portanti.
6181 funge da pannellatura esterna della carrozzeria.
7003, 7046
La 7xxx è la classe di leghe più potente e più resistente, legata con zinco e magnesio.
7003 è una lega per estrusione utilizzata principalmente per forme saldate nella realizzazione di travi di impatto, cursori di sedili, rinforzi di paraurti, telai di motociclette e cerchioni.
7046 ha capacità di estrusione cava e buon carattere di saldatura. Si presenta in applicazioni simili a 7003.
Il futuro dell’alluminio nelle automobili
Abbiamo tutte le ragioni per credere che ciò che i produttori di automobili intuirono alla fine del 1800 sia vero ancora oggi: l'alluminio è una scelta eccezionale per i veicoli! Da quando è stato introdotto per la prima volta, le leghe e le tecniche di fabbricazione migliorate non hanno fatto altro che aumentare l’uso dell’alluminio nelle automobili. Insieme alla preoccupazione globale per la sostenibilità e l’impatto ambientale, si prevede che l’alluminio raggiungerà una portata e una profondità di impatto considerevoli nell’industria automobilistica.
Autore: Sara Montijo
Fonte: https://www.kloecknermetals.com/blog/aluminum-in-cars/
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A cura di May Jiang di MAT Aluminium
Orario di pubblicazione: 22 maggio 2023
