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CAPITOLO 3 - TECNOLOGIE
4.1 - TECNOLOGIE DI LAVORAZIONE
3.1.5 - Idroformatura (Hydroforming)

E’ una tecnologia recente che vede il suo principale campo di applicazione proprio nella componentistica per strutture automobilistiche.

Consiste nello formatura di un componente mediante la pressione esercitata su di esso da un fluido idraulico – ad esempio acqua - contro uno stampo.

E’ applicabile a lamiere o ad elementi cavi come tubi o profilati estrusi, sia in lega leggera che in acciaio.

Processo di idroformatura per elementi tubolari

L’idroformatura di un profilato cavo avviene mediante il posizionamento dello stesso in uno stampo e l’introduzione al suo interno del fluido a pressione (vedi Figura). E’ utilizzata soprattutto per ottenere geometrie complesse.

L’idroformatura di lamiere può avvenire in 2 modalità:

  • La lamiera è forzata in uno stampo dal fluido messo in pressione da una pompa o dall'azione di una pressa;
  • La lamiera è deformata da un punzone che agisce contro il fluido a pressione.

In entrambi i casi si ottiene anche un indurimento per incrudimento.

Il processo è definito a bassa o ad alta pressione a seconda che il fluido sia a pressioni minori o maggiori di 83 MPa (12000 psi). Le pressioni più elevate sono necessarie con le geometrie più complesse.

Vantaggi (rispetto a parti stampate o saldate):

  • Possibilità di variare la sezione nel senso della lunghezza del pezzo;
  • Integrazione di parti e funzioni con conseguente riduzione del numero di componenti;
  • Integrazione delle operazioni di perforazione e punzonatura nel processo di idroformatura;
  • Eliminazione di flange per la saldatura;
  • Riduzione dei rivestimenti degli stampi;
  • Stabilità dimensionale;
  • Riduzione dei pesi;
  • Costi non molto elevati.

L’idroformatura è gia diffusa nella realizzazione di singoli componenti per telai e scocche in acciaio, ed in particolare per i longheroni e le traverse di molti SUV.

Un’applicazione più complessa è per esempio la lavorazione degli elementi laterali del tetto (SRR, side roof rails).

Audi A2

I due elementi che incorporano i la parte superiore dei montanti A, i side roof rails e la parte superiore dei montanti C sono realizzati mediante l’idroformatura di profilati cavi in lega di alluminio e sfruttano ampiamente la variazione della sezione nel senso della lunghezza, incorporando anche, mediante l’opportuna deformazione delle pareti del profilato di base, le flange per la connessione agli altri componenti (vedi Figura 1.2.7).

Scocca ULSAB

Elemento longitudinale idroformato della scocca ULSAB (fonte: [3.8])

I side roof rails sono pezzi singoli ottenuti per idroformatura da tubi saldati in acciaio ad alta resistenza dal diametro esterno di 96 mm e spessore di 1 mm, sottoposti ad una pre-piegatura con 6 differenti raggi di curvatura ed ad una formatura finale con fluido a 550 MPa.

Sono componenti strutturali fondamentali della scocca in acciaio in quanto gestiscono sia i carichi di esercizio che di crash. Per ottimizzare questo trasferimento gli estremi posteriori sono posizionati direttamente sopra i punti di attacco gruppi molla-ammortizzatore (vedi Figura).

 
 
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