Presentata la nuova BMW elettrica con abitacolo in fibra di carbonio. Nuovi processi per assemblaggio e riciclo.
31 luglio 2013 06:52
BMW ha presentato lunedì scorso in contemporanea a New York, Londra e Pechino (e ieri sera anche a Milano) la nuova i3, primo modello di una gamma di veicoli ad azionamento elettrico e ibrido che promette di rivoluzionare il mondo dell'auto e il suo rapporto con i materiali.
La cellula dell'abitacolo (modulo Life) è interamente realizzata in composito al carbonio (CFRP), parzialmente a vista, abbinata ad un telaio in alluminio (modulo Drive), in cui sono integrati il motore, le sospensioni e le batterie; il rivestimento esterno è invece affidato a pannelli di carrozzeria in materiale plastico. Questa struttura leggera compensa il maggior carico degli accumulatori e garantisce un peso a vuoto di soli 1.195 chilogrammi, in linea con quello di una vettura tradizionale, a pieno serbatoio.
L'autonomia offerta dalle batterie agli ioni di litio può così raggiungere 130-160 km con una ricarica (300 km con il pacchetto range-extender), pur garantendo una potenza di punta di 170 CV, una coppia massima di 250 Nm e un'accelerazione da 0 a 100 km/h in soli 7,2 secondi. La lunghezza è di poco inferiore a 4 metri, con una larghezza di 1,7 metri e un’altezza di 1,57 metri.
L'utilizzo di CFRP per l'abitacolo ha consentito di eliminare i montanti B, rendendo più agevole l'accesso ai passeggeri. Non solo: la struttura della scocca consente di produrre l'elemento finale della coda in plastica rinforzata con fibre di vetro che, rispetto alla soluzione tradizionale in lamiera di acciaio, offre una riduzione di peso del 30 percento.
Nel segno della sostenibilità anche gli interni, con impiego di materiali naturali - un mix di pelle, fibre di kenaf (per i rivestimenti interni delle porte) e lana naturale - combinati con materiali sintetici, per il 25% provenienti da riciclo o da materie prime rinnovabili.
Leggerezza e prestazioni non hanno portato a compromessi sul fronte della sicurezza: anche in caso di crash in offset alla velocita? di 64 km/h - spiega la casa tedesca - la cellula in composito, grazie alla sua rigidità, assicura ai passeggeri uno spazio di sopravvivenza intatto. Un ulteriore livello di sicurezza viene dalle strutture attive anticrash in alluminio della sezione anteriore e posteriore del modulo Drive. "La deformazione della scocca risulta inferiore a quella di comparabili carrozzerie in lamiera di acciaio - afferma BMW -. L'elevata capacita? di assorbimento energetico del CFRP si lascia osservare particolarmente bene nelle prove di crash con un palo e negli scenari di urto laterale. Nonostante le forze di notevole entita?, in parte ad impatto puntuale, il materiale subisce solo delle deformazioni minime". Inoltre, in caso di urto frontale o posteriore, anche dopo l'urto la scocca resta intatta e le porte si possono aprire senza difficolta?.
Per quanto concerne la produzione, l'assemblaggio avviene nello stabilimento di Lipisa, i componenti in CFRP del modulo Life e gli elementi del rivestimento esterno in materiale plastico, così come le parti estruse del cockpit, sono invece prodotti nello stabilimento di Landshut, mentre a Dingolfing vengono realizzati il cambio, la batteria e la struttura in alluminio del modulo Drive. Nella produzione della BMW i3 trovano anche impiego tecnologie made in Italy per lo stampaggio ad iniezione e il riciclo degli sfridi di produzione (Piovan, Tria).
Per garantirsi l'approvvigionamento di materie prime, BMW ha avviato a Moses Lake (USA), in joint venture con SGL Group, un impianto per la produzione di fibre di carbonio, costato 72 milioni di euro. Avviato nel 2011, ospita due linee, ognuna con una capacità produttiva di 1.500 tonnellate annue. La tessitura e l'impregnazione delle fibre avviene nell'impianto di Wackersdorf, in Germania, anche questo gestito insieme SGL, dove sono stati investiti 20 milioni di euro. I singoli componenti in fibra di carbonio vengono invece stampati negli stabilimenti di Landshut e Lipsia, con processi sviluppati per la produzionei automatizzata e in grande serie. Da qualche anno, a Landshut vengono prodotti i tetti dei modelli BMW M3 e M6 nell’ambito di una produzione industriale di compositi in fibra di carbonio.
A Lipsia, la produzione industriale di componenti in composito avviene con stampaggio a trasferimento di resina (RTM) partendo dai mat provenienti da Wackersdorf: questi vengono prima riscaldati, poi preformati quindi assemblati in strutture più grandi e, infine, sovrastampati con la resina, applicando una forza di chiusura che può arrivare a 4.500 tonnellate.
Per completare l'abitacolo servono circa 150 pezzi, un terzo rispetto ad una costruzione tradizionale in lamiera di acciaio. I componenti che costituiscono la cella di sicurezza per i passeggeri sono incollati con un processo completamente automatizzato sviluppato da BMW per ridurre i tempi morti e garantire, allo stesso tempo, la precisione e l'affidabilità richiesta dai severi standard automobilistici.
Nel progettare lo stabilimento di Lipsia, BMW ha voluto estendere alla produzione i canoni di sostenibilità che contraddistinguono il veicolo: il consumo di energia e? stato dimezzato - tutta proviene da impianti eolici installati nei pressi della fabbrica- e il consumo d’acqua risulta inferiore del 70 percento rispetto ad impianti tradizionali. Anche nella produzione delle fibre di carbonio a Moses Lake (USA), l’energia utilizzata è 100% rinnovabile, ottenuta da centrali idroelettriche.
BMW ha anche messo a punto processi di separazione e riciclo dei materiali compositi che interessano sia gli sfridi che i componenti auto a fine vita; una delle tecniche utilizzate per separare la fibra dalla resina è la pirolisi. In questo modo, circa il dieci per cento della fibra di carbonio utilizzata per la BMW i3 proviene da riciclo, con benefici ambientali ed economici. Un pezzo realizzato con fibre rigenerate è il guscio del divanetto posteriore. Quando non è possibile impiegare i materiali in linea, le fibre o il composito vengono sminuzzati e riutilizzati in molti settori anche al di fuori dell’industria automobilistica, come nell’industria tessile, oppure in quella elettronica, ad esempio per stampare gli involucri delle centraline.
La BMW i3 sarà commercializzata a fine anno con un prezzo di listino che in Italia dovrebbe aggirarsi sui 36mila euro, poco meno di 40mila euro in versione Range Extender.
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