Le auto a zero emissioni di carbonio avranno bisogno di una collaborazione tempestiva e capillare per quanto riguarda i materiali

Se il tempo di sviluppo tipico, dall'inizio della fase concettuale fino all'uscita della prima auto dalla linea di produzione, è di cinque anni, per rispettare la scadenza del tuo primo veicolo a zero emissioni di carbonio devi iniziare al più tardi nel 2025.

Come mostra il grafico seguente di Volvo, convertire un'auto a benzina in un veicolo elettrico a batteria (BEV) ridurrà le emissioni di CO₂ di oltre la metà nell'arco di 200.000 km, a condizione che il BEV venga ricaricato impiegando elettricità da fonti rinnovabili.

"Tuttavia, il BEV ha ancora 24 tonnellate di CO₂e incorporata derivanti dalla sua produzione e dai materiali", afferma Jonas Adolfsson, Business Development Mobility. "L'acciaio rappresenta il 17% dei materiali. Inoltre, l'acciaio convenzionale utilizzato oggi nell'industria automobilistica ha un contenuto di carbonio incorporato di 2,4 kg CO₂e/kg di acciaio".

"Usando l'acciaio SSAB Zero™ adesso o l'acciaio SSAB Fossil-free™, che sarà disponibile in quantità commerciali nel 2026, è possibile ridurre le emissioni incorporate dell'acciaio per veicoli elettrici a batteria (BEV) fino a 0,3 CO₂e/kg di acciaio, il che equivale a una riduzione dell'87% delle emissioni di CO₂e dell'acciaio di oggi", dice Adolfsson.

"Ma SSAB non si ferma qui", prosegue Adolfsson. "Stiamo lavorando intensamente per decarbonizzare anche i nostri fornitori a monte; ad esempio, i produttori di leghe. Nel frattempo, e anche per ridurre il peso, è vantaggioso per i progettisti automobilistici minimizzare e ottimizzare l'uso di acciai AHSS/UHSS nei componenti di sicurezza della scocca nuda (BIW): in altre parole, utilizzare qualità più resistenti in spessori più sottili".

Questa lamiera da coils di acciaio martensitico elettrozincato Docol^® 1400 MPa, con uno spessore di soli 1,0 mm e una larghezza di 20 mm, può sollevare 2800 kg, dimostrando la resistenza degli acciai UHSS in spessori ridotti.

"La qualità di acciaio Docol 1500M di SSAB è stata parte di uno dei miei primi progetti", afferma Brian Oxley di Shape Corp. "Abbiamo introdotto innovazioni geometriche e nuovi profili per paraurti. Abbiamo realizzato progetti per sfruttare appieno la resistenza di questo materiale. I nostri clienti hanno accettato questa soluzione e oggi viene utilizzata negli stabilimenti di produzione di Stati Uniti, UE, Messico e Cina". Leggi il caso cliente completo: L'acciaio Docol^® ha permesso a Shape Corp. di migliorare i componenti della struttura della carrozzeria.

4 passaggi per ridurre notevolmente l'impronta di carbonio dei tuoi componenti in acciaio

1. Inizia con l'acciaio a basse emissioni di CO₂e: acciaio SSAB Zero™ o SSAB Fossil-free™.
2. Massimizza l'efficienza del materiale ottimizzando i componenti per progetti alleggeriti (ad esempio, con spessori ridotti).
3. Ottimizza l'uso dei materiali riducendo gli scarti (come quelli causati da microfessure, ecc.) abbinando con cura le qualità di acciaio ai processi di formatura.
4. Riduci il consumo di energia nella produzione. Ad esempio, con processi di formatura a freddo (come la profilatura) anziché usare acciai per stampaggio a caldo.

"Siamo convinti che la profilatura abbia un grande potenziale per la scocca, soprattutto con l'aumento della resistenza degli acciai", afferma Adolfsson. "Il processo di profilatura, praticamente per definizione, garantisce tassi di utilizzo molto elevati del materiale. Le geometrie profilate possono anche garantire elevate prestazioni in caso di impatto e altre proprietà desiderabili, come la rigidezza".

Per sfruttare appieno i vantaggi dei materiali, come i componenti profilati, è fondamentale coinvolgere fin da subito il produttore di acciai AHSS/UHSS. Lo stesso vale per tutte le attività di ottimizzazione dei componenti in acciaio, mentre si lavora insieme per raggiungere gli obiettivi di design stabiliti per un determinato modello.

In collaborazione con il fornitore di acciaio per i componenti della scocca nuda, è possibile esaminare in dettaglio gli obiettivi di progettazione e le configurazioni produttive attuali e future nei siti di produzione interessati. 

E Adolfsson aggiunge: "Lo sappiamo bene. Progettare un'auto significa trovare compromessi per arrivare alla soluzione ottimale, bilanciando peso, prestazioni in caso di impatto, rigidezza e altre proprietà, utilizzando le attrezzature di formatura esistenti o di prossima installazione (ad esempio, la profilatura). In qualità di maggiore produttore al mondo di acciai AHSS/UHSS, offriamo non solo la più ampia gamma di acciai altoresistenziali avanzati, ma anche la maggiore varietà all'interno di una stessa classe, o persino dello stesso livello di resistenza".

Abbattere i "silos" con l’ingegneria simultanea

L'ingegneria simultanea consiste, naturalmente, nel far collaborare fin dall'inizio del progetto di una nuova automobile i progettisti concettuali/di design con gli ingegneri dei materiali e gli ingegneri di produzione. Tutti e tre i reparti dovrebbero fare ampiamente affidamento sul produttore di acciai AHSS: l'acciaio specifico utilizzato per la scocca nuda influenzerà inevitabilmente sia la progettazione che la produzione. 

"Questo approccio collaborativo precoce va ben oltre il semplice supporto tecnico sull'acciaio UHSS", spiega Adolfsson. "È necessario sfruttare al massimo le potenzialità dell'acciaio BIW per ottenere le proprietà del componente desiderate, utilizzando le attrezzature di formatura di cui si dispone (o che si prevede di installare a breve). Il Knowledge Service Center di SSAB effettua analisi approfondite su aspetti come l'ottimizzazione della geometria del pezzo, simulazioni di formatura, saldatura e altro ancora".

Nel 2014, Gestamp voleva sviluppare un nuovo braccio di controllo inferiore anteriore per la Toyota Yaris europea. Tuttavia, è emerso ben presto che la qualità di acciaio necessaria per sviluppare questo componente non esisteva ancora. È stato allora che Gestamp ha contattato SSAB. Leggi Gestamp e SSAB hanno avviato una collaborazione a lungo termine per rendere i veicoli più resistenti e più leggeri.

Sviluppo di auto a zero emissioni di carbonio

La collaborazione precoce nella fase concettuale e di progettazione dell'auto è la cosa migliore da fare. Ma lavoreremo con te anche in tutte le altre fasi dello sviluppo della tua auto a zero emissioni di carbonio (o con emissioni di CO₂e estremamente basse). Non è mai troppo presto per contattarci: insieme possiamo accelerare la riduzione delle emissioni incorporate di CO₂ nei materiali per il settore automobilistico.