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Jun 19, 2023

Complesso di formatura a caldo, elevato

The first of its kind in the world, AP&T’s scalable production line for hot

Prima nel suo genere al mondo, la linea di produzione scalabile di AP&T per la formatura a caldo di alluminio ad alta resistenza offre nuovi metodi per la produzione di componenti leggeri per la carrozzeria delle automobili.

Per soddisfare i requisiti governativi sempre più severi in materia di emissioni di CO2, l'industria automobilistica lavora da molti anni per ridurre il consumo di carburante dei veicoli di nuova produzione riducendone il peso. Nuovi materiali, design e metodi di produzione hanno reso possibili parti e componenti più leggeri.

La tempra della lamiera d’acciaio è stata fondamentale per i progressi compiuti finora. Poiché questa tecnologia continua a migliorare, sono stati sviluppati altri materiali e combinazioni di materiali, come l'alluminio ad alta resistenza. Sebbene notevolmente più leggero dell'acciaio, questo materiale ha comportato costi elevati e ha presentato alcune sfide di formatura.

Nel 2013 AP&T ha iniziato a studiare lo sviluppo di un nuovo processo per la formatura a caldo di parti dal design complesso realizzate in alluminio ad alta resistenza. Durante il triennio successivo, l'azienda ha collaborato con clienti, università e fornitori per testare materiali, processi produttivi e attrezzature. Il risultato nel 2016 è stata una linea di prototipi iniziali e una serie di componenti prototipo che hanno mostrato potenziale per un utilizzo futuro.

Nel 2017 AP&T ha inaugurato la sua prima linea di produzione su vasta scala per la formatura a caldo di alluminio ad alta resistenza, tra cui formatura a caldo, tempra W e formatura a caldo, presso il suo centro di test di Ulricehamn, in Svezia. Prima nel suo genere al mondo, la linea offriva nuove possibilità per la produzione di componenti leggeri per la carrozzeria delle automobili. Il peso della carrozzeria potrebbe potenzialmente essere ridotto fino al 40% se la lamiera d’acciaio convenzionale venisse sostituita con alluminio ad alta resistenza, che può essere reso significativamente più sottile pur mantenendo la resistenza.

Oggi l'azienda offre un sistema scalabile ai produttori di apparecchiature originali e ai fornitori di livello. La linea di produzione comprende:

Destacker ad alta velocità per l'alimentazione dei cartoni al forno.

Un forno per un riscaldamento rapido ed omogeneo, sviluppato per le leghe di alluminio 6XXX e 7XXX.

Una stazione di raffreddamento intermedia per una migliore formabilità del grezzo e resistenza alla corrosione.

Trasferimento ad alta velocità del pezzo grezzo alla pressa.

Una pressa servoidraulica ad alta velocità e a basso consumo energetico.

Questo complesso componente in alluminio presenta elementi di design provenienti dall'anello della porta e dalla geometria interna della porta.

Strumenti di formatura e raffreddamento.

Lavaggio e pre-stagionatura.

Automazione di fine linea.

La scalabilità rende la nuova tecnologia adatta a volumi di produzione grandi e piccoli e la capacità produttiva può essere aumentata con relativa facilità.

La formabilità ad alta resistenza dell'alluminio ne consente l'utilizzo nella produzione di parti monopezzo formate a caldo come alternative alle parti comprendenti diversi componenti diversi uniti insieme. Ciò riduce il numero di operazioni nel processo di produzione, con conseguente gestione e logistica più semplici, meno strumenti e un migliore utilizzo dei materiali, con conseguente riduzione dei costi di produzione per unità.

Una delle sfide nella razionalizzazione della produzione è stata quella di ridurre i tempi del processo di invecchiamento artificiale.

Nella formatura a caldo dell'alluminio, l'approccio convenzionale per indurire il materiale consiste nel riscaldarlo alla temperatura di trattamento termico della soluzione, formarlo e raffreddarlo nello strumento. Per ottenere le proprietà meccaniche desiderate, il materiale deve poi essere invecchiato artificialmente riscaldandolo nuovamente ad una determinata temperatura per un determinato periodo di tempo. Tuttavia, questa operazione può richiedere diverse ore e il materiale viene indurito prima che il componente venga assemblato sulla carrozzeria dell'auto, il che potrebbe causare difficoltà durante le operazioni di unione.

Per ridurre i tempi del ciclo, AP&T esegue un processo di pre-invecchiamento dopo la formatura e la tempra della parte per preparare il materiale per il successivo processo di cottura della vernice, che conferisce l'indurimento finale, dopo l'assemblaggio della carrozzeria. Questa fase di pre-invecchiamento, che dura dai 5 ai 30 minuti, porta ad un comportamento del materiale molto duttile durante l'assemblaggio finale del componente nella carrozzeria dell'auto e si traduce in una buona unificabilità. L'azienda ha sviluppato questa sequenza di pre-invecchiamento in collaborazione con Hydro Aluminium, che ha sviluppato una lega di alluminio (AA6XX) su misura per questo processo.