Nova tecnologia de alumínio reduz peso de carro elétrico de luxo

Tornar os carros mais leves, mais eficientes em termos energéticos e mais seguros é um desafio para toda a indústria automóvel. A fabricante americana de carros elétricos Lucid Motors escolheu uma tecnologia nova e inovadora para enfrentar o desafio.

O Lucid Air, lançado em 2021, utiliza vários componentes exclusivos e leves feitos de alumínio de alta resistência formado a quente, projetados, fabricados e industrializados em colaboração com a AP&T e o Grupo Fischer.

“Estamos extremamente orgulhosos de ter a oportunidade de contribuir para a realização deste carro fantástico. A Lucid Motors está entre os primeiros fabricantes de automóveis do mundo a usar componentes de alumínio de alta resistência formados a quente feitos com nossa tecnologia. Isso também torna seu sucesso um marco importante para nós”, disse o Dr. Christian Koroschetz, diretor de vendas da AP&T.

Em 2015, a Lucid buscou tecnologia de ponta para a fabricação de peças estampadas críticas em colisões, como anéis de porta, reforços de pilar B e componentes de proteção de baterias. Eles entraram em contato com a AP&T.

Um desafio emocionanteA Lucid apresentou à AP&T vários requisitos de peças e processos – empurrando a equipe para processos novos e avançados, que acabariam por produzir produtos de baixo peso, alta conformabilidade, resistência e ductilidade em grandes volumes.

Na época, a AP&T estava profundamente envolvida em projetos de inovação voltados para a investigação de como o alumínio de alta resistência poderia ser usado para produzir componentes de carroceria de automóveis de baixo peso e alta resistência. Como resultado direto desses projetos, a Lucid selecionou a AP&T como fornecedora da Lucid Air.

“AP&T apresentou uma nova tecnologia promissora. Os benefícios potenciais foram significativos porque a conformação a quente permitiu a fabricação de peças com geometrias complexas com alumínio de alta resistência. Graças à combinação de alta conformabilidade, alta resistência e baixo peso, o design dos componentes pode ser verdadeiramente otimizado. Isso permitiu que o espaço do pacote de utilidades fosse usado de forma mais eficiente e alcançasse um alto nível de segurança contra colisões e baixo consumo de energia, tudo para beneficiar o cliente final”, disse Eric Bach, vice-presidente sênior de produto e engenheiro-chefe da Lucid.

Desenvolvendo a solução – simulações e ferramentas de protótipo Durante 2017, o trabalho de desenvolvimento foi acelerado, com a utilização de análises de engenharia auxiliadas por computador. Os especialistas em conformação da AP&T executaram simulações de conformação de chapas metálicas FEM, que prevêem possíveis riscos de rachaduras e enrugamentos que poderiam ocorrer durante o processo de conformação. Os engenheiros da Lucid aproveitaram o feedback dessas simulações para iterar no design dos componentes da carroceria do carro.

Nesse mesmo ano, a AP&T apresentou a primeira linha de produção em grande escala para conformação a quente de alumínio de alta resistência para demonstrar o potencial da nova tecnologia. A inovação recebeu o prestigioso prêmio Altair Enlighten. Este reconhecimento confirmou que a AP&T estava no caminho certo e deu um impulso extra à colaboração com a Lucid Motors.

Em 2019 e 2020 foram realizados testes para validar a robustez do processo e desenvolver dados de teste. Embora o design do componente seja vital para atender aos requisitos de colisão da carroceria do carro, a resistência, o alongamento, o material e o padrão de dobramento em caso de colisão também desempenham um papel crítico. Os engenheiros de materiais e projetistas de carrocerias de automóveis da Lucid colaboraram com os engenheiros de processo de chapa metálica da AP&T e identificaram os materiais ideais para atender ao desempenho exigido dos componentes.

Numerosos testes de diferentes ligas de alumínio de alta resistência de vários fornecedores foram conduzidos na linha de testes da AP&T em Ulricehamn, Suécia. A equipe implementou parâmetros recomendados por esses fornecedores de materiais no processo de produção. Foi durante esta fase do projeto que foram definidos o material ideal, o processo de estampagem e os parâmetros de tratamento térmico. A robustez do processo foi validada através de um estudo experimental intensivo que incluiu testes de materiais nos laboratórios de testes dos fornecedores e testes significativos de componentes pelos engenheiros de materiais da Lucid. Os modelos de materiais e falhas, necessários para a execução de simulações de colisão FEM, foram revisados ​​pelos engenheiros de desenvolvimento da Lucid. A Lucid recebeu amostras de testes extraídas de peças estampadas acabadas, que passaram por todo o percurso do processo na linha de produção da AP&T, para calibrar os modelos.