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Tailored Blanks –
Semilavorati su misura per la costruzione di carrozzerie leggere

Costruzione leggera intelligente
Le origini
Tailored Blanks oggi
Riduzione delle emissioni di CO2
Sicurezza su misura
Minori costi di produzione con qualità migliorata
Ulteriori vantaggi
Comparazione dei costi Tailored Blank/concetto convenzionale

Costruzione leggera intelligente
La moderna costruzione di automobili si trova in un campo di tensione in costante crescita: da una parte per i nuovi veicoli vengono richieste sempre maggiori prestazioni su strada, comfort più elevato e un plus nel campo della sicurezza. Dall'altra parte vi è invece l'esigenza di una migliore compatibilità con l'ambiente e quindi di minore consumo di carburante, abbassamento dei valori di emissione e riciclabilità migliorata.
In questo scenario acquista sempre più importanza il significato di costruzione leggera intelligente, in quanto con essa vengono utilizzati in modo ottimale non solo le caratteristiche specifiche dei materiali, ad esempio dei moderni tipi di acciaio ad alta resistenza, ma anche i vantaggi di nuovi modi di progettazione e di tecnologie di produzione innovative. Un contributo al trasferimento della costruzione leggera intelligente nella carrozzeria, quale gruppo costruttivo interdipendente di maggiori dimensioni, è l'impiego di Tailored Blanks, semilavorati in acciaio prefabbricati.
Il termine "Tailored Blanks" è composto dai vocaboli inglesi "tailored" = su misura e "Blank" = lamiera tranciata. "Su misura" si riferisce da un canto all'esecuzione delle lamiere, che vengono pretagliate a misura presso il costruttore di Tailored Blanks e che devono essere quindi solo stampate nel reparto presse dell'OEM (Original Equipment Manufacturer). "Su misura" significa d'altro canto, che le caratteristiche delle lamiere possono essere esattamente adattate alle successive esigenze del componente.



Fig. 1: esigenze fondamentali nella produzione automobilistica

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Le origini
I Tailored Blanks vennero introdotti nella produzione in serie per la prima volta nel 1985, quando per un'applicazione concreta di pianali si rese necessaria una lamiera tranciata di grande formato, non realizzabile per rullatura. Come soluzione venne l'idea di comporre la piastra utilizzando due lastre con le stesse caratteristiche e di collegarle di testa con la tecnica allora nuova della saldatura con raggio Laser.
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Tailored Blanks oggi
Da allora i Tailored Blanks sono stati ulteriormente sviluppati in un prodotto iniziale versatile ed altamente flessibile per la costruzione di carrozzerie d'automobile. Oggi le lamiere tagliate su misura, saldate con raggio laser, sono composte da due sino a sette lamiere singole con differente spessore, qualità/resistenza e rivestimento superficiale. L'andamento del cordone di saldatura può essere eseguito sia lineare che non-lineare.

Fig. 2: costruzione schematica della lamiera per l'interno di una porta anteriore

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Riduzione delle emissione di CO2
Attraverso la combinazione delle differenti lamiere singole è possibile adattare in modo mirato la resistenza e la rigidità alle sollecitazioni locali sul rispettivo componente. Il risultato è in parte una netta riduzione del peso rispetto ai convenzionali elementi stampati, che influisce non per ultimo positivamente anche sul consumo di carburante e sull'emissione di CO2 del veicolo.
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Sicurezza su misura
Attraverso l'impiego di Tailored Blanks è inoltre possibile influire positivamente anche sulla Crash-Performance di un veicolo. Ad esempio in caso di esecuzione di un longherone anteriore come Tailored Blank è possibile, attraverso la consueta disposizione del materiale più sottile e più tenero nella zona frontale del veicolo, che le energie liberate in caso di un crash frontale vengano assorbite in gran parte nel punto di origine della deformazione. La protezione dell'abitacolo viene assicurata per mezzo delle zone del longherone realizzate più spesse e rigide nei pressi dei passeggeri.
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Minori costi di produzione con qualità migliorata
Oltre a ciò, attraverso la utilizzazione di Tailored Blanks in zone a forte sollecitazione, è possibile rinunciare di regola a lamiere supplementari di rinforzo, cosa che ha come conseguenza, oltre ad ulteriori vantaggi in termini di peso, anche una riduzione del numero dei componenti e con essa una riduzione dei costi di fabbricazione e logistici. La ridotta quantità di pezzi singoli comporta inoltre una riduzione delle tolleranze dei componenti dei rispettivi sottogruppi.
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Vantaggi supplementari
Ulteriori vantaggi dei Tailored Blanks consistono innanzitutto nell'applicazione della saldatura con raggio laser, intesa come giunzione di tipo moderno. Le giunzioni di saldatura con raggio laser, per via del tipico andamento chiuso del cordone, presentano rispetto alle giunzioni di saldatura a punti, caratteristiche di portanza decisamente migliori e rigidità di collegamento più elevate. Queste si rispecchiano in gran parte anche nelle resistenze e rigidità costruttive dei componenti realizzabili e generano così ulteriori potenziali di costruzione leggera.
L'andamento costruttivamente influenzabile del cordone di saldatura provoca una immissione e distribuzione omogenea delle forze nella struttura della carrozzeria in caso di Crash e consente inoltre, grazie all'esecuzione come giunzione di testa, ad eliminare la sovrapposizione o la flangia di puntatura necessaria per la saldatura a punti. Tutto questo apre nuove prospettive per il progettista.
Grazie alla impermeabilità delle giunzioni con saldatura laser è possibile eliminare in gran parte gli accorgimenti di tenuta sino ad ora necessari, ottenendo così ulteriori riduzioni di peso oltre ad un'aggiuntiva riduzione dei costi di fabbricazione e di materiale, nonché una migliorata protezione contro la corrosione.
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Comparazione dei costi Tailored Blanks / concetto convenzionale
Nella complessa analisi, se nella progettazione e nella lavorazione di carrozzerie sia razionale integrare un Tailored Blank al posto di una soluzione con componenti convenzionali, sono coinvolti un gran numero di fattori.
Il programma excerpt offre la possibilità di effettuare una valutazione globale dei costi per l'integrazione di Tailored Blanks, il programma di calcolo consente una comparazione dei costi tra applicazioni Tailored Blank e soluzioni con componenti convenzionali, riferita all'intero ambiente di produzione. Veloce, semplice e confortevole.
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