Progetto di ricerca “ULAS-E-VAN”: Soluzioni ultraleggere per furgoni elettrici
Ridurre il peso a vuoto per aumentare l’autonomia: nove partner della ricerca e dell’industria stanno lavorando con questo obiettivo alla struttura della carrozzeria ultraleggera di un furgone elettrico. Come parte del consorzio, voxeljet AG (NASDAQ:VJET) fornisce stampi e anime per colata in sabbia per componenti strutturali della carrozzeria su larga scala. Con la VX4000, il più grande sistema di stampa 3D al mondo per stampi in sabbia, voxeljet è in grado di produrre componenti con geometrie molto complesse e di peso ridotto e una dimensione di oltre due metri in un unico pezzo. Rispetto alla pressofusione convenzionale, in cui molte singole parti devono essere fuse e assemblate, la colata in stampo in sabbia è notevolmente più economica e veloce per lo sviluppo del prodotto, poiché non è necessaria una complessa costruzione di utensili.
Nell’ambito del progetto di ricerca “ULAS-E-VAN” (“Ultra-Light Structure of an Electric VAN”), nove partner stanno sviluppando soluzioni leggere per la struttura della carrozzeria e un sistema di portabatteria modulare per veicoli commerciali leggeri elettrici a batteria ( veicoli commerciali, classe N1 – Ford Transit – BEV). Ford sta coordinando il progetto di ricerca con un volume totale di 5,8 milioni di euro, finanziato dal Ministero Federale per gli Affari Economici e la Protezione del Clima (BMWK). I partner del progetto sono Altair Engineering GmbH, BENTLER Automobiltechnik GmbH, C-TEC GmbH, Ford-Werke GmbH, Franken Guss GmbH + Co. KG, MORPHOTEC, RWTH Aachen University, Chair and Institute for Structural Mechanics and Lightweight Construction (SLA), RWTH Università di Aquisgrana, Istituto per i veicoli a motore (ika) e voxeljet AG.
Se un veicolo commerciale leggero è dotato di trazione elettrica, il peso a vuoto aumenta a causa dell’elevato peso della batteria e il possibile carico utile si riduce. Per contrastare questo, è imperativo ridurre significativamente il peso, soprattutto nel caso di veicoli di consegna alimentati a batteria, attraverso misure di costruzione leggera. La costruzione leggera consente di aumentare l’autonomia, ma anche di ridurre le dimensioni della batteria, il peso secondario e quindi i costi della batteria senza modificare l’autonomia. Tuttavia, nel settore mirato dei veicoli commerciali elettronici, la necessità di una costruzione leggera economica è ancora più acuta a causa dell’elevata sensibilità ai costi dei potenziali clienti e delle quantità relativamente ridotte.
È qui che entra in gioco il progetto. Il consorzio mira a sviluppare soluzioni ultraleggere per il corpo e la sovrastruttura di tali veicoli commerciali leggeri alimentati a batteria utilizzando moderni metodi CAE come “Simulation Driven Design” e metodi di produzione innovativi. Oltre a uno speciale processo di stampa 3D – stampa 3D di stampi in sabbia – vengono utilizzate anche parti strutturali in plastica di grandi dimensioni per la produzione di stampi per il processo di fusione del ferro.
Dal punto di vista strutturale, una struttura della carrozzeria deve essere progettata sotto forma di telaio e traversa, in modo che il design che si è dimostrato valido nella costruzione di aeromobili possa essere trasferito alla costruzione di veicoli commerciali leggeri con cifre di produzione più elevate all’anno. I telai dovrebbero essere progettati come un pezzo unico e ottimizzati bionicamente. La pelle esterna è formata da pannelli prefabbricati in plastica che sono collegati alla struttura portante in modo portante. Nel sottoscocca deve essere integrato un sistema di portabatteria portante, ultraleggero, scalabile e modulare, che supporta funzionalmente la struttura della carrozzeria in termini di rigidità, durata e crash. Le tecnologie utilizzate dovrebbero consentire un risparmio di peso fino a 150 kg a livello complessivo del veicolo e quindi consentire una maggiore autonomia e carico utile.
