TL;DR

Gli estrusi strutturali, realizzati principalmente in leghe di alluminio ad alta resistenza, sono componenti essenziali nella produzione di veicoli commerciali. Vengono utilizzati strategicamente per ridurre in modo significativo il peso del veicolo mantenendo o addirittura migliorando l'integrità strutturale. Questo alleggerimento porta a un migliore rendimento del carburante e a una maggiore capacità di carico, oltre a offrire una superiore resistenza alla corrosione e una notevole flessibilità progettuale per parti complesse e integrate.

Il ruolo fondamentale degli estrusi nei moderni veicoli commerciali

Le estrusioni strutturali sono profili metallici creati forzando un lingotto riscaldato di materiale, tipicamente alluminio, attraverso una filiera sagomata. Questo processo permette di ottenere sezioni complesse uniformi lungo tutta la loro lunghezza. Nel contesto dei veicoli commerciali, questi componenti sono fondamentali per raggiungere gli obiettivi ingegneristici moderni, offrendo una combinazione di resistenza, leggerezza e durata difficile da eguagliare con materiali tradizionali come l'acciaio.

Il principale vantaggio dell'uso di estrusi in alluminio è l'abbattimento del peso. La riduzione del peso a vuoto di un veicolo si traduce direttamente in un migliore consumo di carburante oppure, nel caso dei veicoli elettrici, in un'autonomia maggiore. Per ogni chilo di alluminio che sostituisce due chili di acciaio, si possono ottenere significativi risparmi di carburante durante l'intero ciclo di vita del veicolo. Questa riduzione del peso consente anche un aumento del carico utile, il che significa che un camion o un rimorchio può trasportare più merci per viaggio, aumentando direttamente l'efficienza operativa e la redditività. Come osservato dal Aluminum Extruders Council , questo è un fattore cruciale che ne sta spingendo l'adozione nel settore.

Un altro vantaggio fondamentale è il rapporto resistenza-peso eccezionale delle leghe di alluminio. Le leghe moderne utilizzate nelle estrusioni possono sopportare sollecitazioni enormi, risultando ideali per applicazioni strutturali e critiche per la sicurezza. Inoltre, l'alluminio forma naturalmente uno strato protettivo di ossido, garantendo un'elevata resistenza alla corrosione. Ciò riduce le esigenze di manutenzione e prolunga la vita utile del veicolo, un aspetto fondamentale per le flotte commerciali in cui i tempi di fermo sono costosi.

Infine, il processo di estrusione offre una versatilità progettuale senza pari. Gli ingegneri possono progettare profili che integrano più funzioni in un singolo componente, come punti di fissaggio, canali di raffreddamento o nervature di irrigidimento. Questa integrazione dei componenti semplifica il montaggio, riduce la complessità e può abbassare i costi complessivi di produzione. La capacità di creare forme ottimizzate e specifiche per ogni applicazione rappresenta un vantaggio significativo rispetto ai componenti in acciaio stampati o saldati.

Principali Applicazioni: Dove vengono utilizzati i profilati nei camion e nei rimorchi

La versatilità dei profilati strutturali consente il loro utilizzo in quasi ogni parte di un veicolo commerciale, dal telaio fino al vano cargo. Il loro impiego è motivato dalla necessità di componenti leggeri, resistenti e strutturalmente efficienti. I produttori di rimorchi, in particolare, sono apertamente favorevoli all'ampio utilizzo di profilati per ottenere un vantaggio competitivo in termini di capacità di carico e durata.

Le applicazioni più comuni dei profilati strutturali nei camion e nei rimorchi includono:

• Componenti del Telaio e della Struttura: Travi in alluminio estruso sono utilizzate per sistemi di protezione laterale su trattori elettrici, traversi di supporto del pavimento e parti del carrello d'appoggio. In applicazioni come i rimorchi frigoriferi ("reefer"), i traversi in alluminio sono preferiti per ridurre il peso.
• Carrozzeria e Parti Strutturali: Le estrusioni sono fondamentali per la struttura dei rimorchi, formando montanti d'angolo, fasce laterali di usura, longheroni del tetto e telai delle porte. I rimorchi a pianale utilizzano spesso grandi travi estruse resistenti come supporto centrale per l'intera piattaforma.
• Sistemi di pavimentazione: L'alluminio è spesso preferito al legno per il pavimento dei rimorchi perché non assorbe umidità, previene la formazione di muffe ed è più facile da pulire. Le doghe da pavimentazione estruse possono essere progettate con elementi di aggancio reciproco per garantire resistenza e superfici antiscivolo per la sicurezza.
• Sistemi di Sicurezza: Un'applicazione fondamentale riguarda i sistemi di protezione contro il sottopassaggio anteriore (FUPS). Si tratta di insiemi di profili estrusi applicati sulla parte anteriore di un camion per assorbire l'energia dell'impatto e impedire che veicoli più piccoli finiscano sotto il camion in caso di collisione. L'elevata capacità di assorbimento energetico dell'alluminio—il doppio rispetto all'acciaio a parità di peso—lo rende ideale anche per altri componenti di gestione degli urti, come le traverse paraurti e i cassoni antiurto.
• Gestione del carico: All'interno dei rimorchi, vengono utilizzati profili e travi in alluminio estruso per i sistemi di fissaggio del carico. La possibilità di creare geometrie precise rende semplice progettare meccanismi regolabili e leggeri per il bloccaggio della merce.

Materiali ed allestimenti essenziali per le prestazioni strutturali

La stragrande maggioranza dei profilati estrusi utilizzati nei veicoli commerciali è realizzata con leghe di alluminio della serie 6000. Questa serie, che include magnesio e silicio, è preferita per l'eccellente combinazione di resistenza, resistenza alla corrosione, lavorabilità e saldabilità. Sebbene esistano altre serie, la serie 6000 offre le migliori prestazioni complessive per la maggior parte delle applicazioni strutturali nel mercato dei rimorchi caratterizzato da forte concorrenza sui prezzi.

Sebbene esistano numerose varianti, alcune leghe chiave sono ampiamente diffuse nel settore:

La designazione "T6" del trattamento termico è fondamentale, poiché indica che la lega è stata sottoposta a trattamento termico di solubilizzazione e successivamente invecchiata artificialmente. Questo processo aumenta significativamente la resistenza e la durezza del materiale, rendendolo adatto per ruoli strutturali portanti. La scelta di una specifica lega dipende da un equilibrio tra la resistenza richiesta, la complessità produttiva, l'ambiente corrosivo e il costo complessivo. Per la maggior parte degli ingegneri di rimorchi, il 6061-T6 è la scelta preferita grazie alle sue prestazioni consolidate e alla larga disponibilità commerciale.

Considerazioni di Progettazione e Produzione per Estrusi per Veicoli

Il processo di estrusione dell'alluminio fornisce agli ingegneri uno strumento potente per ottimizzare la progettazione dei veicoli. La possibilità di definire con precisione la forma di un componente consente la consolidazione dei pezzi, dove un'unica estrusione può sostituire un insieme di parti in acciaio. Questo non solo riduce il peso, ma semplifica anche la catena di approvvigionamento e il processo produttivo, portando a potenziali risparmi di costo e a una qualità di costruzione migliorata. Questa libertà progettuale rappresenta un vantaggio fondamentale che favorisce l'adozione delle estrusioni nel settore dei trasporti.

I design possono variare da semplici angoli e canali a profili complessi, multi-cavi, progettati per una funzione specifica. Ad esempio, un parafango estruso su un furgone elettrico per consegne è concepito non solo per il supporto strutturale, ma anche per assorbire l'energia d'impatto e proteggere il pacco batteria del veicolo. Questa integrazione di sicurezza e struttura in un unico componente dimostra l'efficienza della progettazione con profilati estrusi. Questi componenti possono essere ulteriormente lavorati mediante curvatura, fresatura CNC e saldatura per creare insiemi completi pronti all'installazione.

Sebbene siano disponibili profili standard, molte applicazioni traggono vantaggio da estrusioni personalizzate. Per progetti automobilistici che richiedono componenti progettati con precisione, valutate estrusioni in alluminio personalizzate offerte da un partner affidabile. Shaoyi Metal Technology offre un servizio completo chiavi in mano , dalla prototipazione rapida che accelera il processo di validazione alla produzione su larga scala, il tutto gestito all'interno di un rigoroso sistema di qualità certificato IATF 16949. Si specializzano nella fornitura di parti resistenti, leggere e altamente personalizzate, progettate secondo specifiche esatte.

Domande frequenti

1. Le estrusioni in alluminio sono resistenti come l'acciaio per le strutture dei veicoli?

Sebbene l'acciaio possa avere una resistenza assoluta maggiore, le leghe di alluminio offrono un rapporto resistenza-peso superiore. Ciò significa che per un dato requisito di resistenza, un componente in alluminio può essere significativamente più leggero del suo equivalente in acciaio. Gli ingegneri progettano componenti estrusi con sezioni più spesse o nervature di rinforzo per raggiungere le prestazioni strutturali necessarie riducendo comunque in modo considerevole il peso.

2. In che modo le estrusioni migliorano la sicurezza del veicolo?

Le estrusioni in alluminio sono molto efficaci nell'assorbire l'energia degli urti. Possono essere progettate per deformarsi in modo controllato e prevedibile durante un impatto, dissipando la forza e proteggendo gli occupanti del veicolo. Questa proprietà viene sfruttata in componenti come traversi paraurti, scatole di deformazione e sistemi anteriori di protezione contro il sottopassaggio (FUPS) per soddisfare e superare le normative sulla sicurezza.

3. Qual è l'impatto ambientale dell'utilizzo di estrusi in alluminio?

L'alluminio è altamente sostenibile perché può essere riciclato all'infinito senza perdita di qualità. Studi dimostrano che oltre il 90% dell'alluminio proveniente dai veicoli viene recuperato e riciclato al termine della loro vita utile. Inoltre, la riduzione del peso grazie alle estrusioni contribuisce a ridurre il consumo di carburante e le emissioni di gas serra durante tutta la vita operativa del veicolo, determinando un minore impatto ambientale complessivo.