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UNA FINITURA DI PRECISIONE PER PRESTAZIONI ECCEZIONALI
LA LAVORAZIONE DELLE SUPERFICI NEL SETTORE MOTORISTICO
Il team della scuderia ce l'ha messa tutta per costruire un’automobile innovativa: i migliori componenti, le vaste competenze tecniche e un pilota d'eccellenza; ma tutto questo non basta. Quello che conta è il titolo. Ma come migliorare ulteriormente le prestazioni volute dalla squadra? E come ottenere la massima efficienza?
Un ruolo centrale è svolto dalla lavorazione delle superfici dei singoli componenti. L'attrito dei componenti, infatti, può essere fatale per il motore e la trasmissione. Le superfici dei componenti generano un forte calore a causa delle continue sollecitazioni provenienti dal movimento degli ingranaggi e dalle velocità rotazionali costanti. Questo può influire sulle prestazioni e portare al guasto degli stessi componenti. Per il team e il pilota ciò comporterebbe la fine anticipata della gara o, nel peggiore dei casi, un incidente da imputare all'errore causato dalla meccanica. Il processo di levigatura di OTEC permette di migliorare le proprietà dei componenti in modo omogeneo.
Sebbene i metodi attualmente in uso migliorino già l'aspetto della superficie di componenti come alberi a camme e parti di motore, al termine della lavorazione è possibile riscontrare ancora una certa rugosità. I componenti sono visibilmente irregolari oppure le superfici di contatto sono troppo ridotte. Questo tipo di lavorazione non incide positivamente nemmeno sulla durata dei componenti e ancor di meno sulla potenza del motore.
Il processo di finitura a flusso abrasivo di OTEC, al contrario, ha raggiunto risultati sorprendenti. Alla luce della propria esperienza nel campo delle macchine per la levigatura e delle tecnologie di trasformazione, OTEC offre soluzioni pensate specificatamente per il trattamento delle superfici dei componenti dei veicoli da corsa. La più recente tecnologia meccanica dell'azienda permette di ottenere valori di superficie fino a Ra 0,02 μm e valori Rpk inferiori a 0,1 μm, il tutto in una frazione del tempo di lavorazione richiesto dai metodi tradizionali e con una qualità costante e riproducibile. In base agli obiettivi di prestazione prestabiliti, OTEC sviluppa un processo personalizzato. L'attenta selezione dei materiali di finitura, il corretto angolo di immersione e un tempo di lavorazione adeguato permettono di levigare la superficie in pochissimo tempo. I bassi valori Rvk e Rpk riducono l'elemento di abrasione in entrata, determinando un basso coefficiente di attrito fin dall'inizio. Una levigatura perfetta di tutta la superficie, anche alla base del dente, determina un effetto intaglio minore e riduce la probabilità di rottura del dente stesso. Oltre alle ruote dentate, le tecniche OTEC permettono la lavorazione di altri componenti tipici dei motori da corsa, quali alberi frizione, alberi a camme, alberi di trasmissione, cremagliere, ingranaggi, pistoni, innesti di comando e camere per i dischi del freno.
Il processo garantisce non solo superfici perfettamente levigate, ma anche un risultato ottico che conferisce una maggiore qualità alle parti lavorate. Cosa comporta tutto questo per le prestazioni? I test hanno dimostrato un aumento significativo delle prestazioni del 5% in seguito alla lavorazione con le tecniche OTEC. Grazie al trattamento, è possibile ridurre lo sviluppo di calore fino al 10%. Un altro vantaggio consiste nella maggiore durata dei componenti. Meno attrito significa meno usura. Un'usura inferiore determina anche una minore abrasione delle parti metalliche, riducendo altresì le impurità presenti nell'olio. La lavorazione permette di ridurre il coefficiente di attrito fino al 30%, garantendo maggiore efficienza e consumi ridotti. Anche se questo processo di levigatura risulta solitamente più costoso rispetto ai trattamenti tradizionali, questo viene ampiamente compensato dall'aumento delle prestazioni e da una maggiore durata delle parti. La lavorazione OTEC abbassa i tempi e i costi di manutenzione e riparazione dei componenti dei motori da corsa, riducendo altresì il rumore degli ingranaggi fino a 3 dB. Le scuderie di tutto il mondo stanno già beneficiando dei significativi miglioramenti delle prestazioni ottenute attraverso la lavorazione con le macchine OTEC.
Anche il team KA-RaceIng e.V., un gruppo universitario dell'Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) composto da circa 80 studenti provenienti da diverse discipline, è entusiasta dei risultati conseguiti grazie alla lavorazione delle superfici con macchine OTEC. Ogni anno il team costruisce e mette a punto un'auto da corsa con motore a combustione e una con motopropulsore elettrico. Con questi veicoli, gli studenti competono con altre università in occasione del Formula Student. Si tratta di un concorso internazionale di progettazione al quale partecipano università provenienti da tutto il mondo. Grazie agli sponsor, come OTEC Präzisionsfinish GmbH, gli studenti hanno la possibilità di produrre i loro "bolidi da corsa" in modo quasi del tutto indipendente.
Il team sviluppa quasi tutti i componenti, incluso il meccanismo di trasmissione dei suoi veicoli elettrici. Nella trasmissione, le macchine OTEC vengono utilizzate per la finitura del riduttore epicicloidale a due stadi. La lavorazione interessa sia l'ingranaggio epicicloidale che quello solare. Per queste parti, viene impiegata una macchina di finitura a flusso abrasivo con motore a impulso. Grazie agli intervalli di movimento a rapida successione tra agente e pezzo, programmabili in maniera esatta, è possibile ottenere un'azione di levigatura controllata estremamente precisa ed efficace. Come materiale di finitura viene utilizzato il granulato in guscio di noci, che viene miscelato con l'olio per proteggere le parti dalla corrosione. Questa finitura dà un contributo decisivo al successo della KA-RaceIng. Poiché gli ingranaggi sono esposti a enormi carichi e a forti sollecitazioni, le loro superfici svolgono un ruolo fondamentale. La lavorazione con le macchine OTEC permette di aumentare l'efficienza della trasmissione nel primo stadio dello 0,1%, raggiungendo così il 99,5%. Nel secondo stadio è possibile conseguire un ulteriore miglioramento, passando dal 98,9% al 99,1%. Un positivo effetto collaterale si riscontra nella maggiore resistenza del materiale, riconducibile all'apporto della tensione residua generata dal processo di levigatura. Proprio grazie alle macchine per la finitura OTEC, lo scorso anno gli studenti si sono aggiudicati il titolo di miglior Formula Student Electric Team del mondo!
