Ferrari: nuove leghe di alluminio nella testata in additive manufacturing

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Ferrari: nuove leghe di alluminio nella testata in additive manufacturing
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17 dic 2018, 16:18

La power unit 2019 del Cavallino pensata per la Rossa siglata 670 dispone di diverse parti strutturali che non sono più realizzate in fusione. La Ferrari sfrutta nuove tecnologie che utilizzano la polvere di metallo. Ecco quali sorprese ci dobbiamo aspettare dal 6 cilindri turbo.

La Mercedes ci era arrivata per prima, ma la Ferrari non sta affatto dormendo. Anzi. A Maranello sono pronti ad alzare l’asticella in quella che in campo motoristico si sta trasformando in una sfida entusiasmante di materiali e di tecnologie per migliorare l’efficienza della Rossa.

Sulla 670, questa è la sigla di progetto della monoposto 2019 del Cavallino, ci sarà una power unit derivata da quel 6 cilindri che ha rivaleggiato in fatto di potenza con il 6 cilindri F1 M09 EQ Power+ realizzato a Brixworth, risultando spesso migliore del propulsore della freccia d’argento.

Corrado Iotti, capo dei motoristi del Reparto Corse da un anno, ha avuto il merito di allungare la vita della power unit (che nel 2017 aveva compromesso la scalata iridata per una serie di rotture nella lunga trasferta asiatica) senza andare a discapito delle prestazioni. Per essere un ingegnere che è arrivato dall'area GT ha fatto sicuramente un grosso lavoro.

Le norme 2019 in fatto di motori restano sostanzialmente stabili, con la sola aggiunta di 5 kg di carburante in più, passando dagli attuali 105 kg a 110 kg di capacità massima. Stando alle simulazioni si dovrebbe guadagnare circa il 3% di potenza (oltre 20 cavalli sull’unità endotermica), ma sarà importante mantenere i valori di affidabilità raggiunti con l’uso di soli tre motori nell’arco dell’intero campionato.

E allora si scopre che la Ferrari, grazie alle modernissime macchine Renishaw, ha cambiato il modo di realizzare i 6 cilindri di F1: niente più fusioni per basamenti e testate, niente pezzi realizzati dal pieno, perché da un paio di anni le parti anche le parti strutturali del propulsore possono essere realizzate grazie all’additive manufactoring.

La Scuderia, insomma, sfrutta in maniera sempre più spinta i sistemi di produzione additiva che utilizzano la polvere di metallo per costruire componenti direttamente dal file CAD grazie alla tecnologia di bed-fusion.

Volgarmente potremmo dire che la Ferrari utilizza sofisticatissime “stampanti 3D” AM Renishaw, ma non solo, per realizzare parti che hanno geometrie sempre più complesse e pareti molto sottili che difficilmente si potrebbero attenere con metodi più tradizionali.

L’adozione di nuovissime leghe di alluminio permette a Guido di Paola, capo progettista del motore, di disegnare una testa più leggera, capace anche di resistere alle maggiori sollecitazioni che si avranno in camera di combustione grazie alla superiore disponibilità di carburante.

L’obiettivo sarà di incrementare ulteriormente la pressione in camera, usando una mappa che smagrisca la miscela aria benzina alle ricerca delle prestazioni, senza dover fare i conti con le pericolose detonazioni.

I nuovi metalli daranno una maggiore rigidezza strutturale alla testata, mentre un speciale benzina della Shell servirà anche a evitare le detonazioni con una chiara funzione di raffreddamento del pistone.

Nella Ferrari 670, che ha in Enrico Cardile il capo progetto, c’è il tentativo di ridurre la resistenza all’avanzamento con pance ancora più rastremate rispetto a quanto già non siano state quelle della SF71H: oltre a una diversa disposizione dell’impianto di raffreddamento c’è l’ambizione di ridurre le masse radianti sfruttando la maggiore efficienza del 6 cilindri.

L’introduzione di nuove leghe e la produzione di parti in additive manufactoring dovrebbe consentire la delibera di un motore più estremo con la concentrazione di certe polveri metalliche solo in determinati punti della testa e non in altri per cui la lega bi-metallica può essere modificata momento per momento.

Alcuni particolari richiedono lavorazioni di alcuni giorni, tanto che durante il processo si può aggiungere nuova polvere alla macchina senza interruzioni o tempi di fermo, tant’è che il 95% delle polveri metalliche non utilizzate viene recuperato e riutilizzato.

È intuibile quanto possano essere velocizzati i tempi di sviluppo: se con le lavorazioni tradizionali per preparare un basamento servivano quasi nove mesi e per una testa erano necessarie una ventina di settimane, adesso bastano pochi giorni. Si può capire, quindi, come mai ciascun motore dei tre concessi in una stagione possa essere totalmente diverso da quello montato in precedenza. Le modifiche tanto di durata che prestazionali possono essere adottate in tempi ridotti di un terzo.

La F1 negli ultimi due anni ha introdotto nelle factory delle squadre delle tecnologie 4.0 che ora sono mature per cambiare il modo di realizzare le monoposto in tempi indiscutibilmente più rapidi rispetto al recente passato.

E la sfida, quindi, non si limiterà solo alla qualità delle macchine, ma anche alla rapidità con la quale potranno essere evolute rispetto alla concorrenza. Chi, nell’arco della stagione, saprà dettare il passo all’avversario, potrebbe regalare ai propri piloti un vantaggio competitivo davvero importante.

Inutile dire che Sebastian Vettel e Charles Leclerc ci contano molto…

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