Kepler Motors porta su strada i portamozzi in titanio

Kepler Motors porta su strada i portamozzi in titanio
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Grazie alla fabbricazione additiva e al know-how del Gruppo CRP, Kepler Motors porta su strada i portamozzi in titanio

Gli ingredienti giusti per realizzare una ipercar capace di passare da 0 a 100 km/h in meno di 2,5 secondi

Quando Russ Wicks, detentore del record mondiale di velocità, cominciò a pensare di realizzare una supercar che non temesse confronti, era convinto che per un simile progetto sarebbe stato necessario coniugare il meglio dell’ingegneria automobilistica e i materiali più innovativi con le più avanzate tecnologie disponibili; ciò avrebbe consentito la produzione di una vettura “stradale” capace di prestazioni, stile, sicurezza ed efficienza mai visti prima. La MOTION, nata da quella intuizione, non è una semplice supercar, ma una “ipercar”.

Quel che rende così straordinaria e unica questa vettura è l’innovativo approccio ingegneristico. Invece che procedere all’adattamento di soluzioni preesistenti su altre vetture superprestazionali, i progettisti e gli esperti di aerodinamica di Kepler hanno analizzato ogni singolo componente e materiale destinato all’ipercar con l’intento di ottenere il massimo delle prestazioni.

Kepler Motors produrrà solo 50 esemplari della MOTION, ciascuno dei quali assemblato a mano

Già dalle primissime fasi della progettazione, il team ingegneristico aveva previsto di impiegare il processo di fabbricazione additiva per i pezzi prodotti su piccola scala e destinati alle esclusive ipercar della Kepler Motors. Il team si è però presto reso conto che la fabbricazione additiva poteva essere utilizzata anche per produrre con stampa tridimensionale i modelli da utilizzare nel processo di fusione a cera persa. Questa possibilità ha immediatamente portato il team di progettazione a riesaminare e ridisegnare le parti senza i vincoli imposti dal processo di produzione tradizionale. Il ricorso alla fabbricazione additiva avrebbe consentito la creazione di portamozzi in fusione di titanio.

Kepler Motors aveva bisogno di specialisti con esperienza nel mondo della Formula 1 e competenze avanzante nel campo della tecnologia della fabbricazione additiva che potessero supportarla nella realizzazione dei portamozzi in fusione di titanio. Il team Kepler si è presto reso conto che il Gruppo CRP era l’unico fornitore a disporre delle caratteristiche ricercate.

Grazie alla collaborazione con il Gruppo CRP, Kepler Motors ha potuto beneficiare di una rete di aziende capaci di offrire una soluzione su misura. Due specifiche divisioni del Gruppo CRP sono state integrate al team di progetto: CRP USA e CRP Meccanica. Forte dell’esperienza maturata nel mondo della Formula 1 e del proprio know-how nel campo della fabbricazione additiva, CRP USA ha assicurato il coordinamento del progetto tra Kepler, le varie divisioni appartenenti al Gruppo CRP e i progettisti. CRP Meccanica è stata selezionata per mettere al servizio del progetto la sua esperienza nella progettazione dei portamozzi, oltre che gestire il processo di rapid casting e la realizzazione dei componenti in meccanica di precisione.

Progettazione senza limiti

Cresce sempre più l’interesse di progettisti, ingegneri e industrie verso le potenzialità offerte dall’impiego della fabbricazione additiva per costruzione di componenti da utilizzare nelle produzioni di pezzi su piccola scala. La percezione del modo di progettare in ambito produttivo sta cambiando.

“Succede sempre più spesso che un’azienda si trovi a ripensare ai propri progetti appena intuisce le potenzialità della stampa 3D e della fabbricazione additiva applicata ai materiali Windform” ha dichiarato Stewart Davis, Director of Operations CRP USA. “Quando si rendono conto della possibilità di poter realizzare progetti e forme incredibilmente complessi attraverso l’impiego della tecnologia della fabbricazione additiva, forme che non sarebbe stato possibile ottenere attraverso i processi tradizionali, gli ingegneri e i progettisti cominciano a dare sfogo alla loro immaginazione. L’utilizzo combinato della stampa 3D, del rapid casting e della lavorazione CNC di precisione consente ai progettisti di uscire dagli schemi imposti dai metodi di produzione tradizionali e dare vita a pezzi complessi e intricati. Ovviamente tutto questo è possibile quando si utilizzano materiali performanti nella stampa 3D come il Windform e ci si rivolge a partner che come noi lavoriamo per settori estremamente esigenti.”

Al fine di rimuovere ogni elemento progettuale preesistente, Derk Hartland, Engineering Director di Kepler Motors, ha voluto riprogettare da cima a fondo la ipercar. Il team di progettazione di Kepler Motors aveva un’idea chiara del risultato ricercato e sapeva che sarebbe stato necessario impiegare metodi di produzione alternativi per raggiungere i livelli qualitativi e realizzare la vettura che aveva in mente.

Portamozzi in titanio di Kepler MotorsPortamozzi in titanio di Kepler Motors

La MOTION è un’automobile innovativa che può vantare le migliori prestazioni della categoria. La MOTION dispone di 800 cavalli erogati da un esclusivo gruppo propulsore doppio. Un motore bi-turbo V6 da 550 CV assicura la trazione posteriore, mentre quella anteriore indipendente è affidata a due motori elettrici (per complessivi 250 CV). L’innovativo sistema di trazione integrale è in grado di proiettare la MOTION da 0 a 100 km/h in meno di 2,5 secondi raggiungendo la velocità di punta di 320 km/h. La MOTION dispone di telaio monoscocca composito in fibra di carbonio, sospensioni a quadrilatero con schema push-rod e montanti in fusione di titanio ispirati all’universo della Formula 1.

I portamozzi in fusione di titanio sono solo uno degli elementi che rende unica questo bolide a quattro ruote. Le sospensioni della vettura sono esposte ad ogni sorta di carico derivante da avanzamento in curva, deportanza, frenata e accelerazione (che possono combinarsi e intervenire in varia misura); i portamozzi servono a collegare la ruota e i semiassi ai quadrilateri, in quella che rappresenta quindi una delle parti più complesse e delicate della vettura. Al fine di garantire una configurazione ottimale, capace di coniugare forza, leggerezza ed eleganza, sono stati esaminati diversi profili di carico attraverso il ricorso all’Analisi degli elementi finiti (FEA).

Insieme alla robustezza, anche il peso è un aspetto critico per le sospensioni di qualsiasi vettura. Nel caso di una vettura, come la MOTION, le prestazioni delle sospensioni hanno un’importanza vitale. Il montante della MOTION è stato concepito per sopportare il carico di tutti i componenti contenendo al massimo il peso. La complessità della sua sagoma è dovuta ai diversi componenti che deve mantenere collegati.

“Leggerezza, robustezza e durata sono caratteristiche essenziali per far sì che la nostra ipercar possa raggiungere le prestazioni che la caratterizzano” ha dichiarato Russ Wicks, fondatore della Kepler Motors. “La fusione di titanio è quanto di meglio la tecnologia possa offrire per questo tipo di applicazione, una soluzione che per la Kepler MOTION era obbligata. Altre vetture utilizzano la fusione o la billetta di alluminio per questo tipo di applicazione, ma il risultato è un pezzo più ingombrante, debole e pesante.”

“Solitamente, quando si usa l’alluminio per i portamozzi, si aumenta lo spessore del pezzo, riducendo in tal modo la flessibilità del design” ha proseguito Wicks. “A causa del maggiore spessore del materiale, si rende necessaria una lavorazione accurata capace di garantire il corretto posizionamento dei componenti e l’ottenimento degli angoli complessi delle facce lavorate. Ciò rende indispensabile la lavorazione CNC e può porre dei vincoli alla nostra creatività progettuale. Lavorare con CRP Meccanica ci ha consentito di migliorare il processo. L’impiego della loro tecnologia di fabbricazione additiva tramite sinterizzazione laser, grazie alla quale è possibile la stampa in 3D del modello da utilizzare per la fusione del portamozzo in titanio, ci ha permesso di concepire un pezzo forte, resistente e leggero senza dover scendere a compromessi sul piano progettuale. CRP Meccanica ha curato l’intero processo produttivo, dalla progettazione al pezzo finito. Hanno portato i modelli dei portamozzi realizzati con stampa 3D alla fonderia, eseguito la fusione in titanio, effettuato la lavorazione CNC di precisione dei componenti in titanio, condotto l’analisi FEA e ispezionato i pezzi finali. I risultati hanno superato le nostre migliori aspettative.”

Derk Hartland, Kepler Motors (sinistra), Stewart Davis, CRP USA (destra)Derk Hartland, Kepler Motors (sinistra), Stewart Davis, CRP USA (destra)

Kepler Motors si avvale della competenza del Gruppo CRP

“Abbiamo avviato questa collaborazione con il Gruppo CRP e la sua rete di aziende perché hanno esperienza del mondo della F1 e sanno come applicare la fabbricazione additiva all’intero processo di progettazione,” ha affermato Derk Hartland. “Sfruttare le conoscenze di Stewart Davis e del suo team è stato un passaggio cruciale nella riflessione sulla riprogettazione dei nostri portamozzi.”

Il Gruppo CRP ha maturato una grande esperienza nel mondo degli sport motoristici, dell’industria spaziale, della difesa, del design, dell’automobilismo e degli UAV. L’integrazione tra applicazioni industriali e tecnologia di fabbricazione additiva, materiali avanzati, libertà progettuale e minor time-to-market sono alcuni dei vantaggi offerti da CRP.

L’esperienza di CRP Meccanica, CRP USA e CRP Technology si estende dall’utilizzo della fabbricazione additiva (stampa 3D), alla lavorazione CNC ad alta precisione, la conduzione di test non distruttivi durante le fasi processuali, l’esecuzione dei controlli dimensionali CMM volti a garantire la completa tracciabilità di ciascun pezzo, dalla certificazione della lega di metallo alla certificazione dei test finali prima del montaggio sulla vettura.

“CRP Meccanica ha avuto un ruolo cruciale in tutta l’operazione ” ha affermato Hartland. “La fusione in titano è una forma d’arte che richiede competenza ed esperienza perché si possa giungere alla creazione di un pezzo ottimale. Le aziende del Gruppo CRP sono state di grande aiuto, hanno mostrato professionalità ed è stato per noi un piacere poter lavorare con loro per l’intero progetto.”