Obiettivi puntati sulla fabbricazione di autoveicoli

26/11/2013

Dal 3 al 6 giugno 2014, nel Nuovo Centro Fieristico di Monaco di Baviera, AUTOMATICA presenterà le innovazioni del settore dell’automazione legate all’evoluzione delle tecnologie di produzione dell’industria automobilistica.

Dal 2020 le case automobilistiche europee dovranno far fronte a limiti più severi per le emissioni di CO2. “Le case automobilistiche tedesche sono impegnate nella riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Lo sviluppo di azionamenti efficienti, il downsizing dei motori, nuove generazioni di riduttori e l’ottimizzazione dei pesi hanno già prodotto negli scorsi anni miglioramenti significativi. Ma, nonostante i progressi, servono ulteriori sforzi per rispettare le disposizioni restrittive dell’UE,” afferma il Dott. Ing. Ulrich Eichhorn, Direttore Generale dell’associazione tedesca dell’industria automobilistica (VDA).
Le strutture leggere sono attualmente in cima all’elenco delle priorità. Ridurre il peso significa infatti ridurre i consumi e le emissioni. Ma, per quanto semplice in linea teorica, la realizzazione pratica in produzione è più complessa. I materiali leggeri come l’alluminio, il magnesio o i compositi sono molto più costosi dell’acciaio. Non solo: la loro lavorazione richiede tecnologie e processi nuovi.

Nel pieno della svolta tecnologica
Entrando nella fabbrica BMW di Lipsia, dove nasce la futuristica auto elettrica i3, si può toccare con mano la grande rivoluzione in atto rispetto al processo tradizionale di fabbricazione delle automobili. L’architettura dei veicoli si basa su un concetto completamente nuovo. La i3 è strutturata su diversi piani orizzontali. Sopra il modulo “Drive”, che incorpora tutti gli azionamenti e le batterie, viene montato il modulo “Life”, cioè l’abitacolo per gli occupanti. Il telaio è una struttura di alluminio, mentre l’abitacolo resistentissimo e ultraleggero è realizzato con compositi di fibra di carbonio. I due moduli vengono assemblati separatamente e poi incollati l’uno sull’altro. Questa tecnologia di giunzione offre vantaggi specifici ed è idonea all’assemblaggio di diversi tipi di materiali.
Sicuramente il progetto prestigioso della BMW i3 è tecnicamente molto avanzato rispetto ai modelli tradizionali, ma la svolta tecnologica nei processi produttivi è ancora in pieno divenire. Tutti i modelli richiedono una costruzione leggera, che si accompagna all’utilizzo di diverse combinazioni di materiali e nuovi processi di lavorazione e assemblaggio. Analogamente, system integrator, costruttori di robot e produttori di componenti sono chiamati a “fare innovazione” insieme per garantire la conformità ai requisiti tecnici delle case automobilistiche e dei loro fornitori Tier 1.

Nuove applicazioni, nuovi robot
Già ad AUTOMATICA 2012 la tendenza era chiara: oltre ai colossi del settore come ABB, Fanuc, Kuka e Yaskawa, anche altri costruttori di robot hanno proposto sviluppi e novità tecnologiche interessanti per la fabbricazione di auto leggere.
Ad esempio, Stäubli ha presentato un robot per fresatura specificamente concepito per la lavorazione di materiali compositi. “La lavorazione dei compositi è soggetta a regole proprie, che richiedono robot veloci e precisi con un’area di lavoro ampia. Il nostro robot per la lavorazione dei compositi ha suscitato grande interesse alla scorsa AUTOMATICA e, da allora, è stato adottato sia da case automobilistiche sia da loro fornitori, per la fresatura di compositi e plastiche in generale,” racconta Manfred Hübschmann, amministratore delegato di Stäubli Robotics.

Soluzioni di incollaggio innovative
Plastica, compositi in fibra di carbonio, magnesio, alluminio: l’utilizzo di diversi materiali nella fabbricazione di auto leggere richiede non solo nuove tecnologie di lavorazione, ma anche nuove soluzioni per il loro assemblaggio. In quest’ottica la carta vincente diventa sempre più la tecnica di incollaggio. Secondo gli esperti, la quantità di colla utilizza su ciascun veicolo, già pari a 20 chilogrammi, aumenterà di un altro 30% nel medio termine. Mentre in passato venivano incollati solo i vetri, oggi le applicazioni di “bonding” coinvolgono tutte le parti, dalla scocca grezza all’assemblaggio finale, dagli elementi funzionali alle parti di design.
Il settore lavora da anni allo sviluppo di processi innovativi per le operazioni di incollaggio e guarnizione a tenuta stagna. I costruttori di robot sono oggi in grado di fornire soluzioni di processo affidabili per applicazioni standard, ma gli utilizzatori vedono ulteriori margini di ottimizzazione delle tecniche di processo. In particolare le loro richieste si concentrano su un’elevata precisione di accoppiamento fra le parti senza che questo comporti una diminuzione della velocità dei processi di assemblaggio.
Queste esigenze possono essere risolte solo con impianti di incollaggio innovativi, che integrano componenti avanzati di robotica, sistemi di dosaggio e sensori. La misurazione in linea delle fughe, il controllo in tempo reale delle quantità di colla dosate e della velocità di lavoro dei robot, nonché lo sviluppo di nuovi collanti ecologici, sono temi di grande attualità per il settore.

Automatisierte Composite Production ad AUTOMATICA 2014
Un altro tema centrale ad AUTOMATICA 2014 sarà l’automazione nella produzione di componenti leggeri, in particolare nel campo dei compositi di fibra di carbonio. La mostra speciale “Automated Composite Production” e la “Conferenza sulla produzione industriale di compositi”, in programma dal 5 al 6 giugno nel Centro Stampa all’ingresso Est (Ost), illustreranno lo stato dell’arte delle tecnologie per velocizzare i processi e ridurre i costi di produzione.