Ferrari: pistone in lega d’acciaio grazie alla tecnologia 3D!

L’ordine è di tenere la bocca chiusa. E bisogna dire che la consegna del presidente, Sergio Marchionne, è seguita in religioso… silenzio dalla Gestione Sportiva della Ferrari.

Dopo i proclami che tanto male avevano fatto l’anno scorso, nel Reparto Corse vige il riserbo più assoluto, ma questo non vuole dire che a Maranello non si lavori alacremente per completare la 668, la monoposto che farà il suo debutto a Fiorano nel filming day programmato per il 24 febbraio, dopo che la macchina nei regolamenti 2017 verrà lanciata via web, seguendo lo schema degli ultimi anni di totale austerity.

Il debutto con motore tradizionale

Il motore che verrà montato inizialmente sulla nuova Rossa concepita per le regole 2017 sarà una versione molto tradizionale, in attesa che dal reparto che ha Lorenzo Sassi il capo progettista e Enrico Gualtieri il responsabile dell’assemblaggio, arrivino importanti novità che dovrebbero permettere un grosso salto prestazionale alla power unit che alla fine non avrà niente in comune con l’unità che è stata usata nel 2016.

Mattia Binotto, ex motorista, diventato direttore tecnico, si aspetta un importante passo avanti da parte del motore: gli ingegneri, pur avendo rivisto quasi ogni aspetto della power unit 061/1, si sono concentrati sulla combustione, l’area che dovrebbe consentire il maggiore incremento di potenza.

Evoluzione nell’iniezione multi getto

Lo sviluppo 2017, infatti, porta il motore termico a essere l’elemento principale della ricerca: l’evoluzione del disegno della camera di combustione permette un sensibile aumento della pressione grazie al sistema di alimentazione TJI (Turbulent Jet Ignition System) studiato dalla Mahle che permette di avere una camera di pre-combustione che facilita la propagazione di fiamma.

Questa soluzione sarà ulteriormente implementata da un micro-iniettore della Magneti Marelli che riuscirà a stare all’interno del “cappuccio” della candela, garantendo le multi iniettate per assicurare la migliore propagazione di fiamma in camera, assicurando un aumento delle prestazioni, ma anche un’interessante riduzione dei consumi.

Le sollecitazioni alle quali saranno sottoposti i vari elementi che compongono il motore termico saranno enormi (si parla di arrivare a 400 bar di pressione nella camera di combustione) con un sensibile aumento delle temperature capace di mettere a dura prova l’affidabilità della power unit.

Niente gettoni, niente vincoli

Nel 2017 i motoristi potranno sviluppare liberamente i propulsori, visto che è venuta meno l’evoluzione giocata con i gettoni, ma ogni pilota potrà disporre di solo quattro unità per completare i 20 GP in calendario senza incorrere in penalità. Ogni power unit, quindi, vedrà allungata la propria vita a cinque week end di Gran Premio, ponendo ulteriori vincoli di durata alla ricerca di più cavalli.

È evidente che per puntare in alto diventa necessario rivoluzionare gli schemi ai quali si è stati abituati negli ultimi anni. E alla Ferrari hanno deciso di rischiare puntando sull’innovazione: a Maranello si sta sperimentando un inedito pistone in una nuova lega di acciaio.

Pistone in lega di acciaio

Pur rispettando la lista dei materiali banditi dalla FIA, nel Reparto Corse si sarebbe deciso di studiare un pistone che non sia in alluminio. La ragione? È piuttosto semplice: bisogna trovare un materiale che resista alle maggiori sollecitazioni che ci saranno in camera di combustione e alle dilatazioni termiche senza pregiudicarne l’affidabilità.

La lega di alluminio ha un peso specifico nettamente inferiore alla lega d’acciaio, ma minori capacità di resistere alle deformazioni e alle temperature. L’aumento di peso, però, potrebbe avere effetti nefasti soprattutto nelle parti in movimento come i pistoni, per cui andava cercata una soluzione che coniugasse le diverse esigenze.

Tanto per cominciare non parliamo di acciaio, ma di una lega d’acciaio composta da nuovi materiali che non si ottiene per fusione. La Ferrari, infatti, passa alle tecnologie più moderne che sono destinate a rivoluzionare il modo di produrre i singoli elementi di una monoposto.

Ferrari passa all’Addicting Manufacturing

Ci riferiamo all’Addicting Manufacturing (AM), vale a dire quella tecnologia che permette di realizzare parti complesse attraverso speciali stampanti a getto di materia. L’opportunità è realizzare oggetti tridimensionali con un deposito di strati di polvere composti da materiali che sono complessi da utilizzare nei tradizionali processi di fusione.

Il grado di libertà e la velocità di produzione degli oggetti, abbinata alla grande accuratezza dei particolari fanno dell’Addicting Manufacturing una nuova frontiera produttiva, per cui nella Gestione Sportiva si vedono apparire sofisticate stampanti 3D che un tempo erano limitate alla prototipazione rapida delle parti plastiche destinate al modello della galleria del vento.

La lega d’acciaio, quindi, che in una lavorazione fusoria tradizionale sarebbe stata inadatta alla produzione di un pistone di F.1, torna a essere un materiale interessante: la realizzazione, infatti, non prevede superfici piene, ma a nido d’ape, grazie alle quali è possibile avere valori di rigidezza e resistenza alle alte temperature superiori a quelle d’alluminio, riducendo sensibilmente il peso.

Il disegno al CFD permette di limitare il riporto di materiale solo laddove effettivamente serve, avendo spessori minimi e l’anima a nido d’ape permette anche un più facile dispersione del calore. La Ferrari non sarà ovviamente l’unico Costruttore ad aver puntato sulle nuove tecnologie anche per le parti meccaniche, ma Mattia Binotto intende trarre molto presto dei risultati importanti sui motori. C’è da domandarsi su quale motore 062/1 vedremo queste soluzioni innovative…