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Tecnologie Composte: Struttura Molecolare

2024

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Video: Tecnologie Composte: Struttura Molecolare

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Video: DALLA VITA ALLA VITA: IL CARBONIO NELLA TECNOLOGIA DEL XXI SECOLO | Guglielmo Lanzani | TEDxRoma 2024, Marzo
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Lamborghini

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Stefan Winkelman, capo della Lamborghini, ha condiviso: "La velocità massima proibitiva, così come la superpotenza del motore, non sono più i nostri obiettivi principali ". Queste parole inizialmente hanno causato shock. Ma poi descrisse chiaramente le ulteriori priorità della sua azienda: “Il nostro nuovo approccio al design non influenzerà le dinamiche da record e la gestione fenomenale delle supercar. Capire che 300 km / h di velocità massima sono già una norma generalmente accettata per qualsiasi supercar moderna, ma dove può essere raggiunta? Solo su piste da corsa per un tempo molto breve. Non continueremo ad aumentare la potenza del motore per motivi ambientali: Lamborghini, come tutte le altre auto, deve anche adattarsi agli standard sulle emissioni di CO2. Ma c'è una via d'uscita - per raggiungere un rapporto record di potenza e massa della macchina. C'è solo un modo: l'uso diffuso della fibra di carbonio. "Le auto di Formula 1 hanno da tempo confermato: non riusciamo a trovare il materiale migliore che combini forza e leggerezza ".

Quindi, avendo scatenato subito i vecchi valori, il signor Winkelman ci ha portato allo scopo principale della visita a Lamborghini. Da ora in poi, questa azienda è l'unica azienda automobilistica al mondo che ha nella sua struttura una divisione per lo sviluppo, il collaudo e la produzione di parti in fibra di carbonio.

Aventador senza pannelli esterni. La capsula in fibra di carbonio dell'abitacolo è chiaramente visibile, su cui l'unità di potenza e il telaio sono montati su telai in alluminio

«Авентадор» без наружных панелей. Отлично видна углепластиковая капсула пассажирского отсека, к которой на алюминиевых подрамниках крепятся силовой агрегат и ходовая часть
«Авентадор» без наружных панелей. Отлично видна углепластиковая капсула пассажирского отсека, к которой на алюминиевых подрамниках крепятся силовой агрегат и ходовая часть

Aventador senza pannelli esterni. La capsula in fibra di carbonio dell'abitacolo è chiaramente visibile, su cui l'unità di potenza e il telaio sono montati su telai in alluminio. Aventador senza pannelli esterni. La capsula in fibra di carbonio dell'abitacolo è chiaramente visibile, su cui l'unità di potenza e il telaio sono montati su telai in alluminio.

MANO DI WASHINGTON

Lamborghini non avrebbe potuto dominare un progetto di questa portata da solo. Dal punto di vista finanziario (e in una certa misura tecnologicamente), Audi l'ha aiutata, l'attuale proprietario a pieno titolo di una società italiana come parte della preoccupazione di Volkswagen. Con la selezione di materiali, tecnologie e simulazioni al computer dei crash test degli elementi in carbonio per la nuova ammiraglia - la 700 Aventador - gli americani hanno aiutato. Principalmente, l'Università di Washington, nota per le sue ricerche in questo settore. Questa istituzione ha una notevole esperienza, principalmente grazie al lavoro congiunto con Boeing, che sta lanciando il Dreamliner, il primo aereo passeggeri con una fusoliera realizzata in materiali compositi.

I produttori di aeromobili hanno anche condiviso con gli italiani il know-how, il metodo per determinare rapidamente il grado di danno e la riparazione operativa delle strutture in fibra di carbonio. Dopotutto, un aereo con un elemento problematico spesso non può essere inviato al costruttore con le proprie forze. Boeing ha creato l'istituto di "dottori volanti" - riparatori qualificati con "valigie magiche", in cui c'è tutto il necessario per studiare la natura del danno e la sua eliminazione. Ragazzi simili voleranno agli sfortunati clienti di Lamborghini. Per ridurre i tempi di arrivo, hanno organizzato tre punti per lo spiegamento dei carbon carbonisti: in Italia, negli Stati Uniti e in Australia.

Il set di "dottore volante" si adatta facilmente in una valigia e consente di ripristinare una monoscocca danneggiata non peggiore rispetto alle condizioni di fabbrica

Набор «летающего доктора» легко умещается в чемоданчике и позволяет выполнять реставрацию поврежденного монокока не хуже, чем в заводских условиях
Набор «летающего доктора» легко умещается в чемоданчике и позволяет выполнять реставрацию поврежденного монокока не хуже, чем в заводских условиях

Il set di "dottore volante" si adatta facilmente in una valigia e consente di ripristinare una monoscocca danneggiata non peggiore rispetto alle condizioni di fabbrica. Il set di "dottore volante" si adatta facilmente in una valigia e consente di ripristinare una monoscocca danneggiata non peggiore rispetto alle condizioni di fabbrica.

Allo stesso tempo, l'Università di Washington ha intrapreso il promettente sviluppo della tecnologia in fibra di carbonio. E ha abbracciato Lamborghini un altro partner, molto insolito, la società Calloway, leader nella produzione globale di accessori da golf. Realizza mazze da golf in fibra di carbonio per stampaggio a caldo, utilizzando fustelle in fibra di carbonio con fili molto corti - da 2, 5 a 5 cm. Ma a causa della loro alta densità (oltre 200 mila fibre per centimetro quadrato), le punte delle mazze sono estremamente forti.

Lamborghini ha già testato questa tecnologia sugli elementi della carrozzeria e delle sospensioni della concept car Sesto Elemento. Si è rivelato non male, ma la produzione di massa dovrebbe essere preceduta da seri test. Una supercar non è una mazza da golf, anche se è super-tecnologica.

E BIRRA SUL FUOCO LENTO

E quali tecnologie sono già utilizzate per creare Aventador? Esistono tre metodi che vengono utilizzati in molti modi diversi.

Il primo inizia con lo stampaggio di elementi futuri mediante stampaggio. Le preforme in fibra di carbonio assumono una forma simile alla normale lamiera, quindi vengono posizionate in conduttori speciali, dove sono collegate tra loro sotto il controllo di misuratori laser, con tolleranze non superiori a 0, 1 mm.

Mentre il metodo di stampaggio a caldo della fibra di carbonio non ha lasciato la fase degli esperimenti. La tecnologia è in fase di elaborazione, anche sui loghi aziendali

Пока метод горячей штамповки карбона не вышел из стадии экспериментов. Технологию отрабатывают в том числе на фирменных эмблемах
Пока метод горячей штамповки карбона не вышел из стадии экспериментов. Технологию отрабатывают в том числе на фирменных эмблемах

Mentre il metodo di stampaggio a caldo della fibra di carbonio non ha lasciato la fase degli esperimenti. La tecnologia è in fase di elaborazione, anche sui loghi aziendali. Mentre il metodo di stampaggio a caldo della fibra di carbonio non ha lasciato la fase degli esperimenti. La tecnologia è in fase di elaborazione, anche sui loghi aziendali.

Inoltre, la resina polimerica viene iniettata tra gli elementi sotto una leggera pressione. Il processo termina con la sinterizzazione in una camera di calore. C'è un minimo di lavoro manuale in questo processo: la maggior parte delle operazioni è assegnata all'automazione. Inoltre, non sono necessarie autoclavi costose: non è necessario mantenere una certa pressione.

Il metodo successivo è, in effetti, una variazione del precedente. L'unica differenza è che qui gli strati di fibra di carbonio si sovrappongono tra loro: ecco come si formano i componenti di potenza più critici, ad esempio montanti e amplificatori per il corpo.

È necessario un metodo radicalmente diverso per la fabbricazione di parti con una superficie esterna ideale. In questo caso, vengono utilizzate preforme di fibra di carbonio refrigerate con una resina sensibile al calore pre-iniettata che reagisce con l'aumentare della temperatura. Tali elementi dopo lo stampaggio manuale della superficie nella matrice sono laminati con un film. Dopo l'apparato del vuoto, vengono rimosse minuscole bolle d'aria da sotto il film, lasciando una superficie perfettamente liscia. Quindi gli elementi vengono posti per l'indurimento finale in un'autoclave, dove vengono sottoposti a trattamento termico della durata di 2-5 ore.

La formazione di parti in fibra di carbonio con una resina sensibile al calore preiniettata procede su matrici di carbonio usando una pistola termica

Формирование деталей из углеволокна с предварительно впрыснутой термочувствительной смолой идет на карбоновых матрицах с помощью теплового пистолета
Формирование деталей из углеволокна с предварительно впрыснутой термочувствительной смолой идет на карбоновых матрицах с помощью теплового пистолета

La formazione di parti in fibra di carbonio con una resina sensibile al calore preiniettata procede su matrici di carbonio usando una pistola termica. La formazione di parti in fibra di carbonio con una resina sensibile al calore preiniettata procede su matrici di carbonio usando una pistola termica.

Così, passo dopo passo, nascono gli elementi della monoscocca di una nuova leggenda automobilistica. Passando da una linea all'altra, sono ricoperti di nuovi dettagli, rafforzati in punti critici con schiuma epossidica, che, riempiendo i vuoti, funge anche da isolamento acustico; le parti in alluminio accoppiate sono impiantate in esse per montare i sottotelai anteriore e posteriore. È interessante notare che gli elementi già prodotti spesso fungono da matrice iniziale per quelli successivi. Si cuociono anche insieme, riducendo così significativamente i tempi e i costi delle operazioni intermedie. Il climax è il collegamento della base inferiore della struttura portante con il tetto. Il risultato è una monoscocca in carbonio che pesa solo 147, 5 kg. Il telaio in alluminio con elementi in fibra di carbonio Mursielago ha pesato il 30% in più, con una rigidità inferiore di una volta e mezza.

A proposito, i predecessori di Aventador per nove anni hanno prodotto 4099 pezzi. La diffusione della novità è prevista allo stesso livello, cioè 400-500 copie all'anno. Questa è una svolta per un design con un uso così massiccio della fibra di carbonio. Ad esempio, il primogenito uso seriale della struttura in carbonio del corpo della "McLaren F1" britannica del 1992 ha visto la luce di tutto in 106 copie. Ma costa molto di più rispetto all'attuale ammiraglia della Lamborghini. Dopotutto, la fibra di carbonio era considerata un esotico incredibile e trascendentale per un'auto stradale: oggi è ancora costosa, ma sta già diventando un luogo comune.

FATTO STORICO - CONSPIRACY OF SILENCE

"Lamborghini" non parla in particolare di questo, ma del fatto che un quarto di secolo fa questa azienda italiana aveva già un laboratorio per lo sviluppo e l'implementazione di materiali compositi. Era diretto da nientemeno che dall'argentino Horatio Pagani, che successivamente creò la supercar Zonda. Apparendo nel 1999, l'auto fu colpita dall'uso massiccio di plastica rinforzata con fibra di carbonio, inclusa la base di supporto del corpo - quello che apparve su Aventador solo 12 anni dopo. Apparentemente, i successi dell'ex dipendente stanno costringendo la leadership Lamborghini a ignorare questo fatto, sebbene la produzione di Pagani non superi le 20 unità all'anno e non siano un chiaro concorrente di Aventador.

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