I rivoluzionari veicoli elettrici solari a tre ruote Aptera avranno un telaio in carbonio costruito a Modena da CPC, nel cuore della Motor Valley. A due passi da Ferrari, Maserati, Lamborghini e Pagani, con i quali condividerà uno dei fornitori più esclusivi: il numero uno al mondo nella lavorazione di fibra di carbonio.
Dalla California a Modena inseguendo la super fibra di carbonio
Aptera è forse il più rivoluzionario veicolo elettrico mai concepito. Leggerissima, super aerodinamica, tappezzata di pannelli fotovoltaici, due soli posti. Ma comunque un bolide dall’accelerazione bruciante e con un’autonomia record di 1.000 miglia (1.600 km).
Ieri Aptera ha annunciato di aver firmato un accordo con il Gruppo CPC che produrra parte del suo telaio in compositi a base di fibra di carbonio. Una lavorazione nella quale CPC è leader modiale avendola messa a punto in oltre dieci anni di collaborazione con i big del Motorsport.
CPC fornirà materiali e strutture per BINC (Body in Carbon) di Aptera, che è composto da sei parti principali e «può essere riciclato fino a cinque volte, abbattendo nel ciclo di vita le emissioni di CO2». La maggior parte del BINC, spiega Aptera in un comunicato, è «realizzato in lastre in fibra di carbonio (CF-SMC), combinato con un composto per lo stampaggio di lastre di vetro (SMC)».
Aptera con CPC per produrre su scala industriale
La fibra di carbonio-SMC è un materiale leggero costituito da una disposizione casuale di fibre corte che consentono di modellare parti dalla forma complessa. Offre rigidità e resistenza molto più elevate rispetto all’SMC standard. «Poiché può essere stampato a pressione, questo processo riduce sostanzialmente i tempi di produzione del BINC e consente ad Aptera di iniziare a consegnare i veicoli ai clienti più rapidamente» si legge ancora nel comunicato.
Iorio (CPC): “Con Aptera per essere parte del futuro”
Secondo Franco Iorio, CEO di CPC, «Aptera rappresenta un salto in avanti rispetto al pensiero convenzionale e noi desideriamo essere parte di questo futuro». «Costruiremo le carrozzerie per il loro esclusivo veicolo solare nel cuore della Motor Valley _ prosegue Iorio _, consentendo ad Aptera di aumentare immediatamente la produzione per soddisfare la forte domanda del suo primo veicolo».
Fin dalla presentazione Aptera ha avuto un impatto dirompente sul mercato accumulanto oltre 37.000 prenotazioni. Ora punta a iniziare le consegne nel 2023. Vuole raggiungere un tasso di produzione su di 40 veicoli al giorno nella sua sede di assemblaggio finale a Carlsbad, in California.
Steve Fambro, co-fondatore di Aptera, afferma: «Quando ci siamo riuniti in CPC insieme a Sandy Munro, abbiamo realizzato la vera sinergia in cui è possibile realizzare il veicolo più efficiente del mondo con il processo più efficiente». «Ora _ prosegue _ i nostri sforzi per finalizzare il progetto Delta si stanno concretizzando e facciamo un importante passo avanti verso la produzione ad alto volume».
Una storia emiliana: da artigiano a leader mondiale
CPC Group è stata fondata nel 1959 come piccola azienda artigiana che produce modelli sartoriali in piccola serie. Dopo il passaggio dall’alluminio ai compositi, nell’ultimo decennio CPC si è affermata come una delle aziende più rinomate e apprezzate al mondo. Occupa 850 dipendenti e ha una capacità produttiva di 500mila pezzi finiti all’anno. I clienti includono Ferrari, Lamborghini, McLaren, Maserati, BMW, Lotus e altri. Qualche anni fa è entrata nel capitale sociale la giapponese Mitsubishi con una quota del 44%.
Ottima notizia, però riguarda ancora una volta auto elettriche che causa i costi dei loro componenti ne fanno un mercato di nicchia.
Benissimo comunque che si faccia a Modena e comunque se ne parli.
Finalmente una buona notizia per il Made in Italy e per l’elettrico che deve fare il paio con i materiali compositi, leggeri e resistenti per renderli, questa la missione tecnologica, sempre più lavorabili, scalabili ed economici.
Ora non resta che intraprendere la ricerca e la manifattura dei materiali compositi meno nobili, i CFR Carbon fiber reinforced thermoplastics nizialmente ottenuti con carbonio di scarto ripolimerizzato, già utilizzato da anni nell’auto nelle parti nascoste e nelle parti accessorie del motore, considerata la resistenza al calore e agli idrocarburi, oltre ad essere impiegato in aeronautica e stampato in 3D.
Importante la manifattura in CFR con parti rinforzate in fibra lunga di Carbonio riescono a superare prove di trazione pari all’alluminio.
Raggiungere livelli di finitura tail da consentire l’utilizzo del CFR anche nei rivestimenti, nei pannelli e in tutto l’abitacolo.
La termoplastica rinforzata con fibra di carbonio è utilizzata principalmente nello stampaggio a iniezione, adatta per componenti di forma complessa e produzione di massa e consente il riciclaggio di materiali compositi (CFRP) con una matrice termoplastica.
Altro campo da gioco dove l’impresa italiana deve intraprendere e diventare leader sono i pannelli in materiale termoplastico rinforzato con fibre di carbonio (CF/PPS). Airbus ad esempio, fa affidamento sull’uso efficace di materiali compositi ad alte prestazioni. La riduzione del peso dell’aeromobile porta a una migliore efficienza del consumo di carburante. In totale, oltre il 50% del nuovo aeromobile a lungo raggio Airbus A350 XWB è già costituito da materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio (CFRP). Un’applicazione innovativa è una parte speciale, chiamata “clip”, realizzata con pannelli pre-consolidati in carbonio/PPS. Una serie di queste clip viene utilizzata per fissare i fotogrammi della fusoliera alla pelle. In celle di lavoro completamente automatizzate Premium AEROTEC produce migliaia di parti altamente complesse. Oltre al riutilizzo di materiale prezioso dopo la vita di servizio dell’aeroplano, il ritrattamento degli scarti di produzione può promuovere un contributo adeguato per conservare il nostro ambiente e ridurre i costi. Le FRP termoplastiche sono predestinate al riciclaggio perché possono essere riscaldate e riformate. L’obiettivo di questo progetto di ricerca in collaborazione con AIRBUS è lo sviluppo di un nuovo concetto per la lavorazione di pannelli riciclati pre-consolidati in CFRP. Gli scarti di produzione ridotti e tagliati sono composti o utilizzati direttamente per lo stampaggio a compressione e lo stampaggio a iniezione.
Nella stampa in 3D questa tecnologia applicata ai filamenti in fibra di carbonio si diversifica per la riduzione in minuscole fibre che vengono infuse in un materiale polimerico di base per migliorare le proprietà di quel materiale. Diverse sono le molecole polimeriche che possono essere utilizzate in combinazione con la fibra di carbonio tra cui PLA, PETG, Nylon, ABS e policarbonato. I materiali compositi che ne derivano aumentano la resistenza e la rigidità del filamento e resistono al calore.
Ciò significa anche che le parti stampate in 3D saranno molto più leggere e stabili in termini dimensionali, poiché le fibre aiuteranno a prevenire il restringimento della parte formata non appena si raffredda. Le impostazioni di stampa, quali la temperatura di stampa, la velocità, l’adesione e le velocità di estrusione saranno molto simili alle normali impostazioni utilizzate per il materiale di base a cui sono state aggiunte le fibre (ad esempio, le impostazioni PLA predefinite sarebbero un buon punto di partenza per filamento in fibra di carbonio a base di PLA). Tuttavia, a causa delle fibre aggiunte, questi materiali speciali hanno maggiori probabilità di intasare la stampante e possono richiedere hardware speciale per evitare di danneggiarla.
Uno dei maggiori produttori è Solvay, la società famosa per aver prodotto il bicarbonato che finanzia Polimotor, il motore endotermico in Torlon di Matti Holtzberg che ha dato origine ad una famiglia di ultrapolimeri compositi. Il Polimotor 2, giunto alla seconda generazione, impiegato per motorizzare Norma non deve far storcere il naso ai VaiElettrici perché è un laboratorio applicato alla ricerca della resistenza a rottura dei materiali compositi sottoposti alle influenze devastanti di una meccanica veloce a ciclo Otto.
Capitolo a parte perché troppo interessante e per questo meriterebbe di sicuro un articolo della prima penna, è la startup Divergent 3D che ha realizzato il motociclo, fondata da Kevin Czinger che ha ideato e brevettato un sistema di produzione di veicoli basata sulle tecnologie digitali della stampa in metallo 3D, meno costoso dei metodi di produzione tradizionali, più leggero e resistente, oltre ad essere migliore per l’ambiente.
È interessante perché è una rivoluzione digitale che si contrappone alle Gigafactory dell’industria dei trasporti che realizza veicoli elettrici e auto a guida autonoma.
Czinger indica una via alternativa per la produzione dei beni industriali. In luogo delle megafactories di Detroit – o dei Gigafactories di Elon Musk – la produzione del 21 ° secolo sarà dominata, secondo Czinger, da reti di piccole fabbriche urbane come la sua. Saranno in grado di fornire veicoli a basso costo ed a basse emissioni di anidride carbonica, in piccole produzioni altamente personalizzabili. E potrebbero contribuire a riportare lavoro alle comunità che l’hanno perso.
Il sistema ideato da Kevin Czinger consente di:
– produrre strutture leggere ed avanzate senza costosi investimenti in attrezzature;
– creare attraverso il computer, nuove strutture ottenute attraverso l’ottimizzazione e la produzione additiva che evolve la struttura del veicolo rendendola leggera, resistente, sicura ed economica;
– automatizzare la progettazione, la produzione e l’assemblaggio di strutture complesse utilizzando un software specifico non di progettazione, ma di produzione additiva e assemblaggio robotizzato; lo stesso sistema può essere utilizzato per un’ampia gamma di applicazioni automobilistiche, aerospaziali e di altro tipo;
– ridurre l’impatto ambientale nel ciclo di vita del componente;
– far convergere i cicli di prodotti software e hardware per ottenere innovazione.
Il brevetto internazionale WO 2015/175892 Al, definisce il sistema dei “Nodi modulari per telaio del veicolo e loro metodi di utilizzo”, un sistema caratterizzato da elementi di giunzione stampati in 3D che collegano con facilità, tubi in fibra di carbonio per formare un telaio spaziale tridimensionale strutturalmente rigido, applicato in una struttura spaziale che, nel caso della “Blade”, la leggerissima auto sportiva, manifesto tecnologico di Divergent 3D, costituisce il telaio di un veicolo.
Telai tubolari a configurazione spaziale ad alta efficienza, formati dal sistema di giunzione in connessione con tubi in fibra di carbonio che rappresentano un vantaggioso processo di fabbricazione a basso costo, adatto a veicoli o ad altri processi di fabbricazione strutturale.
Con successivo brevetto US2017/0050677A1, Czinger ha completato il concetto del sistema per il sub-assemblaggio e la costruzione dei veicoli, applicabile ad imbarcazioni ed aeromobili.
Kevin Czinger ha stampato “Dagger” una motocicletta dotata di un complesso telaio stampato in 3D a struttura intrecciata, leggerissimo e resistente che dimostra, secondo Czinger, come Divergent 3D può fare molto di più che produrre le parti e il telaio di un’automobile. Ad eccezione del motore Kawasaki, tutte le parti principali della “Dagger” sono state stampate in 3D. Il telaio, il forcellone e il serbatoio sono stati creati utilizzando la produzione additiva. La fibra di carbonio e le parti in metallo sono create utilizzando le stampanti 3D, senza gli scarti delle tecniche tradizionali di fusione o lavorazione dal pieno dei componenti, secondo un disegno difficilmente realizzabile con le tradizionali tecnologie.
Il processo può essere applicato praticamente a qualsiasi cosa. È una piattaforma che permetterà di progettare, produrre e assemblare una vasta gamma di veicoli.
Una tecnologia quella di Kevin Czinger che ha già intrapreso il trevigiano Fausto Pinarello la sfida è la conquista del record dell’ora con il nostro Filippo Ganna. Nostro perché il ragazzo jet è del mio paese. Non del vostro.
https://patentimages.storage.googleapis.com/9e/75/b5/72881485db9424/WO2015175892A1.pdf
https://www.cnbc.com/2017/06/28/kevin-czinger-is-making-a-3d-printed-car-called-the-blade.html
https://m.youtube.com/watch?v=UVqDeCmKDSQ
https://m.youtube.com/watch?v=o8wFs1aipaE
https://m.youtube.com/watch?v=_NQxvyHqeWo
https://m.youtube.com/watch?v=K_ZACbWcPT4