La strategia lightweight di Audi The Audi lightweight strategy
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Relazioni tecniche Technical papers
G. Branner, P. Wanke - Audi AG, Technology Development Casting Technologies, Ingolstadt, Germania
La strategia lightweight di Audi
The Audi lightweight strategy
Il ruolo della pressocolata secondo il costruttore tedesco
Il dibattito sul cambiamento climatico ‘Incantiamo i clienti in tutto il mondo’ The debate on climate change, the future
e sulla futura disponibilità di combu- è il cuore della recente campagna availability of fossil fuels and social meg-
atrends such as increasing urbanization
stibili fossili, nonché le grandi ten- aziendale del marchio Audi, che nel
are presenting new issues of interest to
denze sociali come ad esempio l’au- 2010 ha incrementato le esportazioni
customers. In the light of these changes,
mento dell’urbanizzazione, portano dei suoi veicoli in più di 80 merca- the Audi Group placed its core brand Audi
nuovi spunti di interesse e nuove esi- ti, raggiungendo la cifra record di on a more future-proof footing in the 2010
genze da parte dei clienti dei produt- 1.092.411 veicoli venduti (fig. 2). fiscal year through Strategy 2020 (Fig. 1)
tori di autoveicoli. Alla luce di questi [1]. With its vision of “Audi: the number one
premium brand,” it has set itself the goal
mutamenti, il gruppo Audi ha deciso Strategia lightweight di Audi
of taking on the lead role in the premium
di mettersi in una posizione ‘a prova Responsabilità e sostenibilità
segment worldwide. The goals of Strategy
di futuro’, attraverso quella che è sta- La responsabilità di un produttore 2020 focus on lasting corporate success,
ta chiamata la Strategia 2020 (fig. 1) d’automobili d’eccellenza per quanto underpinned by sustainable actions. The
[1]. Il gruppo si è posto l’obiettivo di riguarda la protezione ambientale Audi Group therefore regards it as a self-
assumere un ruolo leader nella fascia richiede attività multidimensionali, evident aspect of corporate responsibility
dei premium brand in tutto il mondo per questo al giorno d’oggi non basta that it takes account of the issues of ecology
and social responsibility when defining the
considerando, nel definire la direzio- più focalizzarsi esclusivamente sul
strategic direction of its core business. The
ne strategica della propria attività, prodotto. Il punto di vista deve in-
mission statement “We delight custom-
le questioni ecologiche e la consape- fatti allargarsi anche alla produzione ers worldwide” is at the very core of the
volezza sociale, aspetti fondamentali ed all’intero ciclo di vita del prodot- company’s drive to become the number
della propria responsabilità azien- to. La figura 3 mostra l’attenzione one in the premium segment. This means
dale. La dichiarazione della mission dell’azienda alla sostenibilità tenendo in practice that the Audi brand offers its
customers emotional, technologically ad-
in considerazione le materie
vanced products that are particularly noted
Audi strategy 2020 prime, la produzione, l’utilizzo
for their sophistication and reliability. The
e il riciclaggio delle varie aree brand with the four rings furthermore in-
Vision
Audi: the number one premium brand
[2]. Nell’ambito di queste con- tends to delight its customers with the best
… via expertise, passion and agility
siderazioni, l’energia e le ma- brand experience available – hard evidence
terie prime dedicate, così co- of the Audi brand values “sophisticated”,
Mission
“progressive” and “sporty” is provided at
me il risultato dei conseguenti
… via the best brand We enthuse … via innovative and every point of contact with the customer.
experience
customers worldwide emotional products
valori, le emissioni ed i rifiuti,
At the core of the company is the Audi
Superior financial Most attractive
vengono ad assumere un ruo- brand, whose vehicles delight customers
Goals strength
Continuous growth Image leader
employer
lo significativo. I metodi pro- with their outstanding, modern design,
duttivi perseguono l’obiettivo technological innovations and high build
1 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
di consumare il minimo quan- quality. Thanks to generally rising demand
Die Casting & Foundry Techniques 1 - 2012 83Relazioni tecniche Technical papers
as well as its attractive product range, the percentuale di automobili rot-
Audi brand increased its vehicle deliveries tamate che verranno riciclate
in over 80 markets in fiscal 2010, achiev-
Audi brand values aumenterà ulteriormente entro
ing the record tally of 1,092,411 vehicles
il 2015. Audi è fornita inoltre di
sold (Fig. 2).
un ciclo chiuso per l’approvvi-
Sportive
Audi lightweight strategy gionamento idrico ed ha come
Responsibility and Sustainability obiettivo il raggiungimento di
A premium car manufacturer’s respon- Progressive una produzione senza scarichi.
sibility with regard to the environmental
Il gruppo è a buon punto per il
protection and sustainability requires mul-
raggiungimento di questo tra-
tidimensional activities. For this reason it not High Quality
satisfactory any longer to focus exclusively
guardo, già raggiunto al 95%
on the product nowadays. In fact the point of negli stabilimenti di Ingolstadt
[1].
2 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
view has to be extended on the production
and the whole product life cycle. Figure 3 titativo di materie prime o, meglio
demonstrates the company’s concentra- ancora, di riutilizzare le risorse già Approccio integrato per la progetta-
tion on sustainability accounting for the applicate nella maggior misura pos- zione lightweight
areas commodity, manufacturing, usage
sibile. Pertanto, i reparti di progetta- Fondamentalmente ciò che è neces-
and recycling [2]. The dedicated energy and
zione body-in-white, i reparti di ver- sario è porre il massimo impegno nei
commodities as well as the output of accord-
ant values, emissions and trashes take a sig- niciatura e di assemblaggio vetture metodi produttivi per ottenere rispar-
nificant role within the considerations. The sono stati dotati di numerose inno- mi nel corso della vita del veicolo,
production methods at Audi traditionally vazioni. Tecnologie produttive ad alta ad esempio per quanto riguarda il
pursue the goal to consume the minimum efficienza permettono il continuo mi- consumo di carburante o l’emissione
amount of commodities or rather to reuse
glioramento del livello di utilizzo delle dei gas serra [2]. Questo ulteriore
the applied commodities as much as pos-
lamiere metalliche per lo scheletro impegno si riferisce alla realizzazio-
sible. Therefore, numerous innovations for
the facilities body-in-white, paint shop and del telaio dell’automobile. In
the car assembly have been afforded.Highly questo modo, lo scarto viene Energy balance during a car lifecycle
efficient manufacturing technologies allow ridotto in maniera significativa
for a continuous increase in the utilization e può venir quindi minimizzato Input: Energy, Commodity
degree of sheet metal for the car body shell. Commodity
anche il quantitativo di energia
Thus, the trash is significantly reduced and
dedicata alla rifusione dei tagli
the energy amount dedicated for remelting Recycling Manufacturing
sheet metal cuts can be minimized. Besides,
del metallo. Inoltre, il ciclo dei
metalli è completamente chiu-
Usage
the metals cycle is completely closed [1].
With the help of modern cleaning facilities, so [1]. Con l’ausilio dei mo-
water-soluble paints and new sealing tech- derni impianti per la pulizia,
niques, solvent emissions have been cut by delle vernici idrosolubili e delle
Output: Commodity, Emissions, Trash
two thirds in the last 10 years. The majority 4 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
nuove tecniche di sigillatura,
of materials, e.g. in the assembly lines, are
le emissioni dovute ai solventi
supplied in reusable packaging. In addition,
95 percent of waste is now recycled. The sono state ridotte di due terzi
proportion of scrapped cars that is recycled negli ultimi 10 anni. La mag-
is to be increased further by the year 2015. gior parte dei materiali, ad esem- ne di moderne soluzioni costruttive
In addition, Audi has a closed cycle for its pio nelle linee di assemblaggio, sono leggere, con un mix intelligente dei
water supply. The company’s goal is for
forniti in imballaggi riutilizzabili. Si materiali. Ad esempio per realizzare
effluent-free production. Audi is well on its
aggiunga anche che il 95% dei rifiuti sofisticati componenti integrati per il
way to reaching this, e.g. it has already
achieved 95 % in Ingolstadt [1]. viene oggi riciclato. Si prevede che la body-in-white si utilizzano tecnolo-
84 1 - 2012 Pressocolata & Tecniche FusorieRelazioni tecniche Technical papers
nologie di giunzione innovative Integrated approach for lightweight design
(come ad esempio la rivetta- Fundamentally it is necessary to put a
higher effort in the production methods on
tura a pressione o la saldatura
Advanced weight evolution of vehicles order to achieve savings during the vehicle
a laser) [3]. Allo stesso tempo
lifecycle, e.g. concerning fuel consumption
Audi si concentra su un consi- or emission of greenhouse gases [2]. This
Initiation stente ridimensionamento dei additional effort refers to the realization
by means of body and
powertrain downsizing
motori e delle trasmissioni. Il of modern lightweight architectures with
Secondary effects conseguente risparmio di peso an intelligent material mix. For instance
e. g. compact brakes,
gasoline systems energy extensive casting technologies are
Lightweight design in
permette l’utilizzo di sistemi
numerous divisions utilized to realize functionally integrated
di frenatura e di alimentazio-
sophisticated components for the body-in-
ne del carburante più piccoli, white. Tailored materials are as important
il che consente una riduzione as adequate joining technologies [3]. In
7
7
Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011 Lightweight, sportive and economical del peso in quasi tutti i settori terms of a higher amount of energy and
del veicolo. Si ottengono così greenhouse gases during production the
gie di colata energy extensive. Ma- break even is achieved after a defined mile-
vetture con maggiori presta-
teriali studiati su misura sono tanto age because of the realizable lower vehicle
zioni, sportive ma anche economi-
importanti quanto adeguate tecno- weight. Beneath a significant performance
che. Vediamo ora gli ultimi sviluppi
logie di giunzione [3]. Per quanto increase a weight reduction of 100 kg ac-
nel settore della progettazione delle counts for savings in fuel consumption of
riguarda il maggior quantitativo di
carrozzerie auto con un occhio di ri- 0.3-0,5 l per 100 kilometers respectively
energia impiegato durante la fase
guardo alla pressocolata (HPDC). 8-11 g of greenhouse gases per kilometer
produttiva ed i gas serra prodotti, [2]. In the past, the rule was that additional
il punto di pareggio viene raggiun- functionalities and components for vehicle
Soluzioni costruttive per carrozzerie
to dopo un preciso chilometraggio, safety, entertainment and comfort carried
Nel settore del body-in-white, Audi
grazie al risparmio di peso che si ot- to a gradual increase in weight of vehicles.
segue la strategia di gestire il cliente For this reason the strategy of Audi is to
tiene sul veicolo. Con una riduzione
con approcci specifici a seconda delle reverse the so-called weight helix (Fig. 4)
del peso della vettura di 100 kg si
diverse esigenze [5]. E’ evidente co- [4]. The reversal is achieved by a spark
ottiene un risparmio sul consumo di through pioneering concepts of bodywork.
me per ogni concept gli aspetti della
carburante di 0,3-0,5 l ogni 100 Km These so-called Spaceframe® architec-
produzione tecnica siano importanti
e di 8-11 g di gas serra al kmo [2]. tures are characterized by an intelligent
esattamente quanto la redditività,
In passato, i componenti aggiunti- mix of materials and innovative joining
che dipende dal numero di veico- technologies (such as punch-riveting, laser
vi necessari per la sicurezza ed
welding) [3]. At the same time Audi focuses
il comfort del veicolo portavano
Performance and efficiency by specific lightweight design on a consistent downsizing of engines and
inevitabilmente ad un graduale
transmissions. The associated weight sav-
aumento del peso delle vetture. ings guarantee the use of smaller brakes
profile-intensive cast-intensive
Per questo motivo, la strategia car body structure car body structure
and fuel systems whereby lightweight
di Audi è quella di innescare il design in almost all disciplines of the ve-
processo inverso della cosiddet- hicle becomes realizable. The result of
these efforts are vehicles characterized by
ta ‘spirale del peso’ (fig. 4) [4].
progressiveness, sportiness and economy.
L’inversione si ottiene attraverso Audi R8 (30 entities/day) Audi A8 (160 entities/day)
quantity Therefore, the following chapters describe
una concezione pionieristica del- the recent developments in the area of
la scocca della vettura. Queste The required car quantity decisively influences the body architecture bodywork design with a special focus on the
strutture cosiddette spaceframe 8 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
theme of high pressure die casting (HPDC).
sono caratterizzate da un mix
Car body architectures
intelligente di materiali e da tec-
In the field of body-in-white, Audi pursues
Die Casting & Foundry Techniques 1 - 2012 85Relazioni tecniche Technical papers
the strategy to provide customer-specific Spaceframe è una struttura per
approaches for different needs [5]. Thereby telaio in alluminio ad alta resi-
the technical production requirements are
stenza, con pannelli di suppor-
just as important as the profitability of Aluminum intensive lightweight design of the Audi A8
to integrati. Oltre a disporre di
individual concepts, which depends on the
annual vehicle numbers. In the current ve- Extruded aluminum sheath Aluminum cast questi pannelli in alluminio ad
► Energy absorption ► Functional integration
hicle program of the manufacturer different
► Stiffness
alta resistenza, la carrozzeria
body concepts are distinguished. The super è caratterizzata da una rigidità
sports car Audi R8 as a representative of strutturale estremamente ele-
the small batch series with a quantity of 30
Aluminum sheet Partial quenched and tempered steel
vata e da una grande sicurezza
units per day is based on a profile-intensive ► Weight reduction ► Passenger protection
in caso di incidente, e può van-
Spaceframe® body structure (cp. chapter
2.1) supplemented by components made
tare comunque una massa no-
of aluminium die castings and aluminium tevolmente contenuta. Nell’Audi
sheet. The Audi A8 in fourth generation with 9 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
Spaceframe i vantaggi legati
a quantity of 160 units per day uses the li prodotti in un anno. Nell’attuale all’utilizzo dell’alluminio non ri-
cast-intensive Audi Spaceframe® principle. guardano solo la massa minima e
programmazione del produttore si
Hereby, parts made of aluminium die cast-
distinguono diversi concept della car- la rigidità massima della struttura
ings with tailored mechanical properties for
rozzeria. L’auto super sportiva Au- portante, ma un vantaggio essenziale
yield strength and strain are applied.
di R8, esempio di serie prodotta in è costituito anche dalla libertà nella
Profile-intensive car body structure piccoli lotti con un quantitativo di 30 progettazione dei getti e dei profili
The body of the Audi R8 is designed for pezzi al giorno, si basa sulla struttura complessi, difficilmente realizzabili
minimum weight and maximum stiffness Spaceframe intensive-profile (para- con l’acciaio. L’alloggiamento della
(Fig. 5) to fulfill requirements concerning
grafo 2.1) integrata da componenti in sospensione anteriore (trimal®-05,
performance and handling. This is made
alluminio ottenuti da getti pressofusi AlSi10MnMg [6]), che funge da col-
possible by the Audi Spaceframe® archi-
tecture made from aluminium, built up of e da laminati di alluminio. L’Audi A8 legamento centrale tra la colonna A,
extruded aluminium sheath, aluminium die- di quarta generazione, prodotta in l’estremità anteriore e la sospensio-
cast structural components and aluminium 160 unità al giorno, utilizza l’Audi ne, a causa dell’estrema complessità
sheet. The Audi Spaceframe® is a high- Spaceframe cast-intensive, nel quale viene prodotto internamente da Au-
strength aluminium frame structure with
vengono applicate parti pressocolate di, nel proprio centro tecnico di fon-
integrated supporting panels. In conjunc-
in alluminio con proprietà meccani- deria. Grazie al mix intelligente dei
tion with these high-strength aluminium
panels, the aluminium body is character- che su misura per un’ottima resa sia materiali, è stato possibile limitare
ized by an extremely high stiffness and in termini di forza che di resistenza il peso della struttura portante della
crash safety featuring a significantly lower alla tensione. carrozzeria della Audi R8 a 210 kg.
weight. But in the Audi Spaceframe® the I vantaggi che derivano al guidatore
advantages of aluminium not only account
Struttura della carrozzeria intensive-profile sono maggior sicurezza, migliori pre-
for low weight and high rigidity of the body.
La carrozzeria dell’Audi R8 è proget- stazioni, maggiore maneggevolezza,
In fact the freedom in design of castings
and complex profiles, which is hardly re- tata con una massa minima ed una minore consumo di carburante.
alizable with steel panels, are constitutive rigidità massima (fig. 5) per soddi-
advantages. The front suspension hous- sfare tutti i requisiti relativi alle pre- Struttura della carrozzeria cast-intensive
ing (trimal®-05, AlSi10MnMg [6]), which stazioni ed alla maneggevolezza. Ciò La struttura della carrozzeria Audi
serves as the central connection between Spaceframe viene utilizzata anche
è reso possibile dall’Audi Spaceframe
the A-pillar, front end and suspension, is
in alluminio, costituito da un ‘guscio’ per la quarta generazione dell’Audi
made in its own foundry technical centre of
in estrusi di alluminio, componen- A8. Fondamentalmente l’elemento
the Audi group due to the high complexity.
Because of the intelligent material mix, it is ti strutturali in alluminio pressofu- centrale di questa struttura portante
possible to limit the weight of the Audi R8 so e da laminati di alluminio. L’Audi è costituito dai nodi fusi, componenti
86 1 - 2012 Pressocolata & Tecniche FusorieRelazioni tecniche Technical papers
body structure to 210 kg. Advantages for molto complessi, che fornisco-
the driver are a greater safety, increased no un alto livello di integra-
Functional integration within the connector
side member and door sill
performance, improved handling, lower
zione funzionale e rigidità al
fuel consumption and an ease in service. Application of a self-hardening aluminum
telaio (fig. 6). Nell’Audi A8 un alloy for the connector side member and
door sill in the new Audi A8
Cast-intensive car body structure totale di 28 componenti pres-
The Audi Spaceframe body structure is
® sofuse in alluminio e magne-
also used in the fourth generation of the sio contribuisce, sotto l’aspetto
Audi A8. Primarily complex cast nodes, del risparmio di peso, ad una
which provide a high level of functional
significativa riduzione delle tol-
integration and body rigidity are the cen- ► Functional integration and reduction of nine parts compared to previous model
leranze di produzione ottenibili ► Optimization through application of bionic honeycomb structures
tral element of the architecture (Fig. 6). ► Self-hardening alloys for productivity enhancement of the manufacturing process
Within the Audi A8 a total number of
in contrasto con le analoghe 16 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
28 Aluminium and Magnesium die-cast componenti in acciaio. La so-
components contribute, beneath weight- luzione costruttiva Audi Space-
saving aspects, to a significant reduction frame è completata da nume-
of the achievable manufacturing toler- rosi elementi in alluminio estruso (ad
ances in contrast to comparable steel com-
esempio le barre antintrusione) per
ponents. The Audi Spaceframe® architec- Di seguito descriviamo i vantaggi di
l’assorbimento dell’energia o di accia-
ture is completed by numerous extruded base dei componenti pressocolati per
aluminium sheaths (e.g. sill) for energy io parzialmente temprato formato a
la struttura del corpo vettura.
absorption or by partially tempered, hot- caldo (ad esempio colonna B) per un
formed steel (e.g. B-pillar) for a high level alto grado di protezione del guidatore.
of occupant protection. Besides aluminium
Integrazione funzionale
Inoltre, i laminati di alluminio sono
sheet is used for a further weight reduction I benefici dell’integrazione funziona-
impiegati per una ulteriore riduzione
in the body structure. le della pressocolata saranno chia-
del peso della struttura del corpo vet-
riti dall’esempio del longherone del
Key role of high pressure die casting tura.
raccordo e dalla barra antintrusione
Accordant to the specified architectures
della portiera nella quarta generazio-
the manufacturing technology HPDC takes Il ruolo chiave della pressocolata
ne dell’Audi A8 (fig. 7). Ricorrendo a
a key role within the lightweight strategy In conformità alle soluzioni costruttive
of Audi. By the substitution of existing getti pressocolati in alluminio è stato
specificate, la tecnologia produttiva
sheet metal components with lightweight- possibile sostituire nove lamiere in
della pressocolata assume un ruolo
oriented functionally integrated struc- metallo presenti nella versione pre-
tures, die-casted parts gradually become chiave all’interno della strategia di al-
cedente. Il raccordo tra il longherone
function-defining elements of the vehicle leggerimento del peso di Audi. Con la
e la barra della portiera viene pro-
platform. Consequently, on the one hand sostituzione delle attuali componenti
dotto utilizzando per la prima vol-
the demands on the quality of these com- metallici con strutture funzionalmente
ponents (e.g. manufacturing tolerances) ta la lega autoindurente Castasil-37
integrate e dal peso leggero, le parti
increase, on the other hand those gains (AlSi9Mn) [7]. In questo modo non
pressocolate diventano gradualmen-
influence significantly the properties of the si rende più necessario il costoso -
whole body structure. Hence, basic advan-
te elementi di definizione funzionale
sia in termini di tempo che di dena-
tages of die-cast components for the body della piattaforma del veicolo. Di con-
ro - trattamento termico, ottenendo
structure are described in the following. seguenza, da una parte aumenta la
al contempo un notevole aumento
domanda di qualità di tali componenti
Functional integration della produttività. Inoltre, il fatto di
(che si traduce ad esempio in ridotte
The benefits of functional integration by non essere sottoposti a trattamento
tolleranze produttive), dall’altra quan-
HPDC will be clarified on the example of termico aumenta la stabilità dimen-
to così guadagnato va ad influenzare
the connector side member and door sill in sionale dei getti a pareti sottili. La
the fourth generation of the Audi A8 (Fig. in maniera significativa le proprietà
struttura a nido d’ape del componen-
7). By using this aluminium die cast it was dell’intera struttura del corpo vettura.
88 1 - 2012 Pressocolata & Tecniche FusorieRelazioni tecniche Technical papers
te segue i principi bionici e viene sot- consiste nel fatto che le proprietà possible to substitute nine sheet metal
toposta ad ottimizzazione topologica meccaniche vengono definite durante components compared to the predeces-
sor version. The connector between side
per mezzo di simulazioni basate sul il processo di produzione. Da un lato
member and door sill is manufactured by
metodo degli elementi finiti (MEF). questo aspetto implica dei requisiti
the use of a self-hardening alloy Castasil-37
di qualità elevati, dall’altro si aprono (AlSi9Mn) [7] for the first time. Thus, the
Riduzione del peso però numerose opportunità tecno- time- and cost-consuming heat treatment
Il peso dei componenti pressofusi logiche. Di conseguenza, la lega se- is no longer necessary, resulting in a signifi-
può essere ulteriormente ridotto uti- lezionata si combina con i parametri cant increase in productivity. In addition,
the omission of heat treatment increases
lizzando le leghe di magnesio in so- del processo che determinano le pro-
the dimensional stability of the thin-walled
stituzioe di quelle di alluminio [8, 9]. prietà e le prestazioni ottenibile nei
casts. The honeycomb structure of the part
Un esempio di ciò è rappresentato componenti prodotti. Per questo mo- follows bionic principles and has been to-
dalla piastra portante della console tivo, con il processo HPDC si possono pology optimized by means of simulations
centrale dell’attuale Audi A8 (fig. 8). ottenere proprietà meccaniche spe- based on the finite element method (FEM).
Si ottiene così un risparmio sul pe- cifiche in grado di soddisfare diversi
so del 20% mantenendo la stessa requisiti relativi ad alleggerimento di Weight reduction
Compared to aluminium alloys, the weight
funzionalità della parte in alluminio. peso, agilità, sicurezza in caso di urto
of die-cast components can be further
Inoltre, il componente è stata otti- e comfort. Nel caso dello spacefra-
reduced by the use of magnesium alloys
mizzato topologicamente per quanto me, è stato implementato il design [8, 9]. An already implemented example
riguarda il design di carico. Sebbene di getti fusi su misura [5]. Come mo- is the carrier of the central console of the
il magnesio offra grandi vantaggi in stra la figura 9, i componenti colati current Audi A8 (Fig. 8). A weight saving
termini di peso, la sua applicazione in alluminio sono stati progettati per of 20% is realized featuring the same func-
tionality than the aluminium part. Besides,
nel corpo vettura implica speciali re- diverse esigenze. La parte esterna
the component was topology optimized
quisiti relativamente alle tecnologie della colonna A, ad esempio, è sta-
concerning load capable design. Even
di giunzione ed alla prevenzione della ta ottimizzata in termini di elevata though magnesium provides extensive
corrosione, in che rende più comples- resistenza allo stress, mentre l’allog- weight savings, the application in the body
so il suo utilizzo. giamento della sospensione è stato structure implies special requirements for
progettato con particolare attenzione the joining technologies and the corrosion
prevention.
Proprietà meccaniche su misura alla rigidità. Oltre ai componenti della
Un esclusivo punto a favore del pro- parte anteriore del veicolo trattati
Tailored mechanical properties
cesso produttivo della pressocolata termicamente, solo la parte posterio- A unique selling proposition of the manu-
re contiene leghe auto-indu- facturing process HPDC is the fact that
Performance increase by Magnesium HPDC renti (ad es. AlSi9Mn). In base the mechanical properties are defined
a questi esempi, risulta evi- during the manufacturing process. On the
Application of magnesium components in the body structure
one hand this aspect implies ambitious
► Further weight reduction (-20 % featuring equal functionality) dente l’importanza del proces-
► Special requirements related to joining technologies and corrosion prevention quality requirements, one the other hand
► Compararable performance to aluminum through load capable design so produttivo della pressocola-
numerous technological opportunities be-
ta per il futuro della strategia come available. Accordingly, the selected
lightweight di Audi. Già oggi alloy is in combination with the process
Application of a magnesium alloy for the si possono ottenere notevoli parameters responsible for the proper-
carrier of the central console in the new
Audi A8
benefici grazie ai componenti ties and the achievable performance of
pressofusi in termini di ridu- the manufactured components. For this
reason, the HPDC process offers the ability
zione di peso e di aumento di
15 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011 to realize tailored mechanical properties
agilità, ma queste applicazioni
to meet different requirements regard-
mostrano anche quanto grande ing lightweight, agility, crash safety and
sia il potenziale dell’HPDC nell’in- comfort. Tailor-made cast part design was
Die Casting & Foundry Techniques 1 - 2012 89Relazioni tecniche Technical papers
implemented in the Spaceframe® architec- delle emissioni di gas serra
ture of the Audi A8 [5]. As shown in figure per via del loro potenziale di
9, the Al-cast components were designed
leggerezza. I motivi si posso-
for different needs. The part A-pillar out-
no trovare nell’integrazione
side for example was optimized in terms
of a high strain, whereas the suspension
The future of the Audi Spaceframe®
funzionale rappresentabile,
housing was designed with regard to a nella sostituzione del materia-
high strength. In addition to heat-treated le e nella capacità di ottenere
components for the front vehicle, the rear pezzi dalle proprietà mecca-
vehicle only contains self-hardening al-
niche su misura, definite in
loys (e. g. AlSi9Mn). Based on these
base alle esigenze specifiche.
examples, the importance of the HPDC
manufacturing process for the future of
Date queste premesse, l’im-
the Audi lightweight strategy becomes portanza del processo produt-
transparent. Already today, significant tivo HPDC nella fase body-in-
benefits can be realized by die-cast white è destinata a crescere
18 Dr. Gregor Branner, AIM conference, 30.09.2011
components in terms of weight savings ancora in futuro. Attualmen-
and agility increase. At the same time, dustria automobilistica.
te i componenti della prima
the applications show the huge potential
struttura sono utilizzati nella produ-
of HPDC in automotive industry.
Conclusioni
zione di grandi serie. Per poter esten-
Questo studio mostra l’importanza
Conclusions dere questa applicazione, un requisi-
This publication demonstrates the im- della progettazione leggera nel con-
to essenziale è quello di aumentare
portance of lightweight design in the testo della Strategia Audi 2020, sia
il numero dei materiali che possono
context of the Audi Strategy 2020 and attenta a preservare le risorse che
essere utilizzati nel processo di pres-
the associated vision ‘Audi: the number orientata ad una produzione soste-
socolata e delle tecnologie di giun-
one premium brand’. Audi focuses both
nibile. Il processo produttivo della
on the protection of resources and on zione disponibili, oltre di ottimizzare
pressocolata assume un ruolo chiave
sustainable production. The manufac- l’efficacia dei costi.
turing process HPDC takes a key role in all’interno della strategia aziendale.
the company’s strategy. Components I componenti prodotti con il processo Fonte: International Forum High Pressure
made by HPDC decisively account for HPDC sono decisamente importanti Diecasting, Vicenza 30 September 2011
savings in fuel consumption and emis- per ottenere un risparmio nel consu- organised by AIM
sion of greenhouse gases in terms of
mo carburante ed un contenimento
their lightweight potential. Reasons
therefore can be found in the represent-
Riferimenti/Bibliografia
able functional integration, the material
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