9 punti salienti dell'IABC 2021

1. Meno gestione degli OEM di automobili = velocità di commercializzazione
2. I modelli EV sono più sicuri delle controparti ICE
3. L'impatto laterale di IIHS 2.0 definito e contestualizzato
4. Sono arrivati i componenti delle scocche nude di dimensioni estreme
5. I gemelli digitali velocizzano il processo di convalida della scocca nuda
6. Matematica rapida per la resistenza alla frattura laterale di strutture a parete sottile per il settore automobilistico
7. Come ottenere guadagni straordinari nelle metriche della scocca nuda: 2022 Honda MDX
8. Adattamento della piattaforma Ford C2 per un autocarro monoscocca: 2022 Ford Maverick
9. Assorbimento di energia ottimizzato: 2021 Nissan Rogue
   
   

Punto chiave IABC n. 1

Ford sviluppa la Maverick 2022 20 mesi più velocemente utilizzando meno risorse gestionali

La Ford Maverick 2022 è stata sviluppata 20 mesi più velocemente rispetto a qualsiasi altra auto nella storia di Ford. Jim Baumbick, Vice Presidente di Enterprise Product Life Management di Ford, spiega:

"...la storia poco nota è che abbiamo evitato il 95% dei meeting con i dirigenti senior, le forme tradizionali che utilizziamo per l'approvazione dei prodotti. E abbiamo creato un ambiente in cui i dirigenti fondamentalmente si presentavano [solo una volta] ogni settimana.

Ogni venerdì c'era un'opportunità di due ore e se un dirigente aveva bisogno di interagire o desiderava informazioni su uno stato, poteva presentarsi in quel momento e ricevere un aggiornamento. Ma, soprattutto, l'ordine del giorno veniva stabilito dal team [di sviluppo] con ciò di cui aveva bisogno dal team dei dirigenti al fine di raggiungere effettivamente l'obiettivo finale [di sviluppare un'auto 25 mesi più velocemente di quanto fosse mai stato fatto in passato]".

La Maverick parte da $19,995 MSRP(!).

Punto chiave IABC n. 2

I modelli EV sono più sicuri delle controparti ICE

David Zuby dell'Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute (IIHS-HLDI) ha spiegato come i veicoli elettrici (EV), se confrontati con le loro stesse controparti ICE targate, hanno:

1. Richieste di risarcimento meno frequenti.
2. Costi di riparazione simili a quelli dei modelli ICE.
3. Presentano il 22% in meno di richieste di risarcimento per lesioni personali.
4. Hanno una richiesta di risarcimento del 40% inferiore per la protezione delle lesioni personali (ovvero un'assicurazione "senza difetti").
5. Hanno il 41% in meno di pagamenti di assicurazione medica.

Conclusione di IHS-HLDI: I veicoli elettrici dovrebbero avere un costo di assicurazione ridotto rispetto alle loro controparti ICE.

Tuttavia, i veicoli elettrici causano maggiori danni ad altri veicoli durante l'impatto, probabilmente a causa dei pesi più elevati (batteria). [SSAB pondera come i progettisti di automobili risolveranno questa sfida nelle future progettazione di veicoli elettrici.]

Zuby ha poi continuato: Chevrolet Bolt, Nissan Leaf, e i modelli 3 e 4 di Tesla, rispetto ad altre vetture ICE nei rispettivi segmenti (e non solo le loro controparti targa, se anche applicabile) sono molto favorevoli. Gli incidenti mortali per la Leaf, che è sul mercato da un tempo sufficientemente lungo per raccogliere dati statisticamente significativi, sono bassi rispetto alle vetture ICE nel loro segmento.

E non c'è alcuna differenza significativa tra gli EV e le loro controparti ICE per gli incendi non causati da incidenti. Attualmente, non ci sono abbastanza dati per trarre conclusioni riguardo agli incendi post-crash e agli incidenti mortali per i veicoli elettrici: il numero di incidenti mortali post-crash (in cui l'incendio è stato il singolo evento più dannoso) è a una sola cifra per i veicoli elettrici.

Punto chiave IABC n. 3

Prova di impatto laterale 2.0: gli OEM desiderano ottenere una valutazione elevata

Becky Mueller ha delineato i cambiamenti più significativi dalla prova di impatto laterale 1.0 alla 2.0, dove IIHS-HLDI sta cercando di abbinare le dimensioni e la forma di un SUV di medie dimensioni, qualcosa come una Ford Explorer. La prova 2.0:

1. aumenta da 50 km/h a 60 km/h per l'impatto perpendicolare della barriera deformabile mobile (MDB), ovvero il "carrello antiurto".
2. Aumenta il peso MDB fino a 1900 kg per riflettere il numero più elevato di SUV e camioncini in circolazione oggi. Insieme, le variazioni di velocità e peso fanno sì che la nuova prova IIHS di impatto laterale 2.0 fornisca l'82% di energia in più rispetto alla prova 1.0.
3. Aggiunta di sospensione al MDB per una rullatura più uniforme (ovvero riduzione del rimbalzo).
4. Aggiornamenti alla barriera di 20 anni fa sul MDB per riflettere gli odierni design di SUV e camioncini, con un'altezza complessiva inferiore, una barriera più spessa e modifiche alla rigidità della barriera.

L'IIHS-HLDI ha rilevato che l'intrusione massima del B-pillar è una stima altamente efficace degli incidenti mortali e che la riduzione dell'intrusione di 20 cm riduce le morti del 25%.

La prova iniziale di impatto laterale 2.0 di IIHS-HLDI su 15 SUV di piccole dimensioni ha fornito una gamma di risultati: da soli tre centimetri (B-pillar alla linea centrale del manichino; non buona) a 23 cm, considerato "eccezionale" ("buono" = oltre ciò che è necessario per lo spazio di sopravvivenza di un piccolo manichino femminile).

Minore è la quantità di intrusione da impatto laterale del B-pillar, maggiori sono le possibilità di sopravvivenza, con la distanza dal bacino dell'occupante come parametro chiave. Immagini per gentile concessione di Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, Stati Uniti www.iihs.org.

Inoltre, mentre le attuali progettazioni di piccoli SUV hanno protetto bene la testa e la parte superiore del tronco, la parte inferiore del tronco e il bacino rimangono vulnerabili in alcuni modelli come determinato nella prova di impatto laterale 2.0, richiedendo contromisure nei progetti di sicurezza della scocca nuda.

Una percentuale più alta di un buon limite (lati destri dei grafici) significa una minore possibilità di lesioni. "HIC" sta per Heat Injury Criterion (criterio della lesione da calore). Grafici per gentile concessione di Insurance Institute for Highway Safety-Highway Loss Data Institute, Arlington, Virginia, Stati Uniti www.iihs.org.

Come riportato in precedenza dall'IIHS-HLDI, le portiere sembrano presentare una deformazione maggiore nelle prove 2.0. L'IIHS-HLDI è in programma per l'uso della nuova prova di impatto laterale 2.0 per il suo "top safety pick" del 2023.

Punto chiave IABC n. 4

I nuovi componenti di "dimensioni estreme" della scocca nuda semplificano l'attrezzaggio e il montaggio dell'auto

Parlando di portiere, Gestamp ha un approccio nuovo e audace alla creazione di quello che chiamano "sovrapposizione di anelli vuoti stampati a caldo", afferma Paul Belanger. Questa è la continuazione delle scocche nude di dimensioni estreme, che ora include anelli per portiere singole, pavimenti monopezzo e telai ad anello.

Gli obiettivi "estremi" per gli anelli delle portiere è ridurre il numero di parti della scocca nuda, semplificare la produzione e l'assemblaggio, ridurre i costi, aumentare la sicurezza e ridurre le emissioni di CO₂. Per gli anelli delle portiere ottimizzati, sviluppati per soddisfare i crescenti requisiti di sicurezza, Gestamp ha integrato otto parti in un unico componente in acciaio per stampaggio a caldo (PHS) utilizzando utensili di dimensioni estreme.

Con questa nuova soluzione tecnologica, Gestamp offre un'alternativa completamente nuova sul mercato utilizzando semplici pezzi grezzi di saldatura a punti di resistenza, sovrapposti ai pezzi grezzi RSW. Le nuove linee di produzione in serie di Gestamp non richiedono l'ablazione, ma utilizzano invece la saldatura a punti interna, fornendo una facile regolazione sia del pezzo grezzo che della saldatura, se necessario. La progettazione dell'anello della portiera completamente integrato è economicamente vantaggioso, migliorando al contempo la rigidezze nelle aree chiave.

La soluzione Overlap Patch (patch di sovrapposizione) di Gestamp elimina la necessità di ablazione, semplificando il processo di saldatura. I patch possono essere progettati per aumentare la rigidezza nei punti critici. Immagini per gentile concessione di Gestamp.

Punto chiave IABC n. 5

I "Riferimenti dell'assemblaggio virtuale" velocizzano il processo di convalida della scocca nuda

Immagina un metodo di assemblaggio digitale della scocca nuda che convalida i tuoi processi, prevedendo e prevenendo i problemi che in genere non vengono scoperti fino a dopo l'arrivo delle parti fisiche. Ecco come Todd McClanahan ha descritto l'uso da parte dell'assemblaggio AutoForm di un riferimento di assemblaggio virtuale, quello che altri potrebbero chiamare un gemello digitale.

Il VAR (Virtual Assembly Reference) porta l'assemblaggio alla precisione nominale prevista. Trovare queste nuove geometrie target, all'inizio della fase di ingegneria di un progetto, permette ai produttori di eliminare iterazioni multiple di modifiche agli utensili, risparmiando tempo e costi. VAR migliora la comprensione degli ingegneri della relazione tra le singole parti e l'intero assemblaggio, generando nuove geometrie target per i componenti come parte di una strategia efficace di compensazione della progettazione. L'obiettivo è ridurre le modifiche dei componenti in fase avanzata dello sviluppo, ridurre i costi di utensili e attrezzature, raggiungendo allo stesso tempo una "maturazione elevata" e una robustezza precoce, e riducendo infine i tempi di consegna.

Punto chiave IABC n. 6

Equazione di valutazione rapida per strutture a parete sottile per il settore automobilistico

Ford e Altair Engineering hanno presentato insieme una nuova equazione per stimare rapidamente la resistenza alla rottura laterale di strutture a pareti sottili multicella quando sono soggette a un carico di piegatura in 3 punti. L'obiettivo era creare uno strumento utile per la rapida valutazione delle diverse configurazioni di progettazione.

L'equazione si basa sul principio della meccanica strutturale di base dell'imbozzamento a lamiere sottili, integrato da fattori empirici per rappresentare i vincoli geometrici delle strutture multicella a pareti sottili. L'equazione semi-empirica per prevedere il picco di resistenza alla frantumazione laterale delle sezioni a parete sottile è stata verificata con i dati raccolti da test fisici e modelli di simulazione degli elementi finiti.

Punto chiave IABC n. 7

2022 Honda MDX: risultati impressionanti nelle metriche della scocca nuda

In un tema ripetuto da tutti gli OEM automobilistici allo IABC 2021, Honda mira a raggiungere i livelli di collisione più elevati attraverso una combinazione di progettazione innovativa della scocca nuda e materiali a maggiore resistenza. Per i materiali complessivi, la sua riprogettazione MDX 2022 è caratterizzata dal 60,9% di acciaio altoresistenziale e dall'8,8% di alluminio, aiutando MDX a ottenere:

• un aumento del 68% dello schiacciamento assiale del percorso di carico superiore
• un aumento del 29% della piega controllata del percorso di carico del sottotelaio
• un aumento del 34% della capacità di carico della soglia laterale
• E un aumento del 10% della capacità di carico dell'A-pillar

Un nuovo acciaio AHSS da 1,0 mm 780T MPa per il cruscotto inferiore fa risparmiare 3,3 kg (sostituendo il precedente pannello 590Y da 1,2 mm) riducendo al contempo l'intrusione degli urti nella cabina passeggeri.

Nuove travi di intrusione della portiera orientate per distribuire i carichi ai pilastri e alle soglie laterali aumentano l'assorbimento di energia dagli impatti laterali. Le travi si sovrappongono alla struttura della carrozzeria, trasferendo il carico direttamente alla carrozzeria, in basso sulla struttura. Di conseguenza, l'intrusione del B-pillar nella cabina è ridotta del 34%.

L'MDX 2022 è dotato di un anello della portiera in 4 pezzi con saldatura laser su misura in acciaio pressurizzato (PHS) da 1500 MPa. Per migliorare la rigidezza della carrozzeria vengono utilizzati ventitre metri di adesivo strutturale ad alte prestazioni. (Un altro presentatore IABC, Henkel, ha riportato dati di test approfonditi su veicoli saldati rispetto a quelli saldati/adesivi, dimostrando migliore rigidezza della carrozzeria e assorbimento di energia nelle strutture metalliche, aumentando anche la durata della fatica). Tutti questi sforzi di rigidezza della carrozzeria hanno contribuito a far sì che la MDX avesse un miglioramento del 32% della rigidità torsionale globale, per una risposta alla manipolazione, NVH e comfort di marcia migliori.

Punto chiave IABC n. 8

Ford Maverick 2022: adattare la piattaforma C2 per un autocarro monoscocca

Oltre al suo rapido sviluppo, il pick-up Ford Maverick 2022 presenta molte innovazioni nel design della carrozzeria.

Per iniziare, Ford ha utilizzato il più possibile la sua piattaforma C2 esistente. Tuttavia, il suo nuovo pavimento posteriore monoscocca Maverick ha comportato nuove progettazioni per la sua architettura delle guide posteriori, estensioni del ponte e della soglia laterale, pavimento di carico piatto, rinforzo della soglia posteriore e rinforzo del D-pillar per l'apertura del portellone posteriore.

La transizione tra la cassa del camion Maverick e la cabina è più estrema della transizione della guida vista su un tipico monoscocca. Il nuovo design "rail-in-rail" divide la guida in due stampaggi per: 1) consentire la profondità necessaria della guida, 2) migliorare la stabilità della sezione, e 3) ottimizzare la giunzione tra la guida posteriore e il fondo posteriore della cabina. La metà superiore del cassone del Maverick e l'integrazione della cabina hanno portato a un passaggio del profilo perimetrale del cassone all'interno e all'esterno della struttura del C-pillar.

Ford Maverick 2022 è un veicolo globale, in grado di soddisfare gli standard di sicurezza in tutto il mondo.

L'acciaio ultra-altoresistenziale è stato utilizzato strategicamente in combinazione con una varietà di altri materiali per proteggere l'abitacolo attraverso la gestione della resistenza dei materiali e dell'energia da impatto. Ford osserva che nel corso degli anni i requisiti per gli incidenti frontali si sono evoluti in modalità rigorose e complesse, determinando la necessità di sviluppare frontali che possano gestire in modo efficiente i carichi d'urto in più direzioni.

In risposta, Ford ha sviluppato la sua strategia del percorso di carico tridimensionale (3DLP) per utilizzare i sottosistemi frontali (pistole, guide, sottotelaio) per gestire l'energia d'urto in varie sovrapposizioni, verticalmente e attraverso la parte anteriore. 3DPL utilizza l'ottimizzazione degli impulsi d'urto attraverso l'implementazione tempestiva di sottosistemi strutturali, accoppiando tutti i sottosistemi front-end per una migliore gestione dell'energia in tutte le direzioni.

Punto chiave IABC n. 9

Nissan Rogue 2021: assorbimento ottimizzato dell'energia

Nissan Rogue 2021 raggiunge una riduzione totale del 5% nei suoi coefficienti di resistenza (Cd), in parte accreditata per le sue lame d'aria (prima un segmento, -1% Cd), deflettori pneumatici 3D (-5% Cd), otturatore griglia attivo, coperture sottoscocca, estremità posteriore ottimizzata (combinazione spoiler posteriore/lampada) e forma dell'A-pillar ottimizzata.

La progettazione di sicurezza passiva di Rogue 2021 sfrutta l'UHSS, con l'uso esteso di acciaio al boro stampato a caldo per bilanciare la massa, nonché le emissioni e i requisiti di sicurezza. I percorsi di carico multipli nelle travi del pavimento aiutano a trasferire le forze d'impatto lontano dagli occupanti. Rogue è inoltre dotata di una nuova piattaforma di collegamento agevole per una migliore distribuzione del carico assiale, fornendo un assorbimento energetico ottimizzato. La struttura del parafango e del cofano ad assorbimento di energia della Rogue attenua l'impatto della testa del pedone, mentre un cuscinetto ad assorbimento di energia riduce gli impatti della parte inferiore delle gambe.

Conclusioni chiave dell'International Automotive Body Congress 2021

1. L'uso di acciai HS, AHSS e UHSS continua ad aumentare nelle nuove progettazioni della scocca nuda.
2. L'uso degli acciai stampati a caldo (PHS) nella scocca nuda sembra aumentare.
3. La prova IIHS di impatto laterale 2.0 richiederà alcune contromisure di progettazione in determinati veicoli per ridurre l'intrusione del B-pillar e l'elevata deformazione della portiera.
4. I veicoli elettrici sulla strada ora sono più sicuri delle loro controparti a targa e la loro assicurazione dovrebbe costare meno.