Riassunto analitico
La questione ambientale, nel corso degli ultimi anni, ha assunto un ruolo fondamentale durante la fase di progettazione. Il tentativo di approccio alla progettazione sistematica con una particolare attenzione all’impatto ambientale trova spazio nell’Ecodesign.
Nel mondo delle finizioni interne automotive, l’incollaggio è una tecnica di giunzione tra materiali termoplastici molto utilizzata, essa infatti permette di ottenere giunzioni meccaniche molto resistenti e durature nel tempo. L’incollaggio può nascondere però diversi ostacoli e lacune sia dal punto di vista di processo che dal punto di vista di performance del prodotto finito.
Per vetture di alta gamma i volumi di produzioni contenuti e i requisiti stringenti sulle parti estetiche delle finizioni interne vedono la saldatura ad ultrasuoni come il miglior candidato alla sostituzione di un incollaggio.
L’obiettivo di questo elaborato è quello di proporre una metodologia di ecodesign per la sostituzione di un incollaggio con una saldatura ad ultrasuoni, ottenendo un prodotto assemblato in grado di garantire le performance meccaniche di un incollaggio apportando al tempo stesso un sensibile miglioramento in termini di impatto ambientale, riduzione del peso complessivo ed efficienza del processo produttivo.
Una fase iniziale di ricerca bibliografica presenta le attuali conoscenze in merito alle giunzioni tra termoplastici, alla saldatura ad ultrasuoni e alle metodologie di ecodesign. Il metodo proposto spiega un primis come selezionare ed analizzare i materiali termoplastici, in ottica di saldatura e sostenibilità. Segue poi una fase di caratterizzazione in cui si valutano le performance meccaniche sia dei materiali che delle giunzioni incollate e saldate, ponendo un occhio critico su quelli che sono i parametri di processo della saldatura in grado di fornire il miglior compromesso in termini di estetica e forza della giunzione. Sulla scorta dei risultati sperimentali vengono costruiti dei modelli agli elementi finiti che permettono un confronto strutturale virtuale tra il prodotto incollato e quello saldato. In questa fase si definiscono lo spessore delle pareti, il numero e la posizione dei punti di saldatura che massimizzano le performance strutturali del prodotto saldato. Infine, tra le diverse soluzioni in grado di soddisfare i vincoli progettuali si sceglie quella che garantisce il miglior compromesso tra riduzione peso e riduzione della carbon footprint in base alla tipologia di vettura su cui la soluzione sarà applicata.
Il caso studio proposto fa riferimento al pannello porta di una vettura Ferrari; l’obiettivo è quello di rimuovere l’incollaggio attualmente presente tra la struttura principale del pannello e i suoi rinforzi, riducendo la carbon footprint e il peso complessivo del prodotto.
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