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Nella trasformazione in rapida evoluzione della mobilit\u00e0, l\u2019economia circolare, insieme alla sostenibilit\u00e0, \u00e8 uno dei fattori chiave per rendere l\u2019Europa carbon neutral entro il 2050. Il target sar\u00e0 raggiungibile solo con un approccio sinergico, dalla scelta delle materie prime al riciclo, attraverso la progettazione di prodotti pensati anche per essere riutilizzati.
La vera sostenibilit\u00e0 si potr\u00e0 ottenere solamente tramite coerenti attivit\u00e0 trasversali lungo l\u2019intera catena di produzione di veicoli a basse emissioni. I concept dei prodotti sviluppati nell\u2019ambito di progetti collaborativi finanziati dalla comunit\u00e0 europea e qui descritti, sono in linea con questo approccio olistico e rispondono ai principi delle 4R (Ridurre, Riutilizzare, Rigenerare, Riciclare) fin dalla scelta delle materie prime.
Come noto, le leghe secondarie di alluminio hanno un\u2019impronta di carbonio fino a 20 volte inferiore rispetto al metallo primario, con un conseguente notevole impatto positivo sulle emissioni di CO2 e presentano una quasi infinita possibilit\u00e0 di essere riciclati. Cosa chiedere di pi\u00f9 ad un materiale per considerarlo nel design di prodotti e processi 4R?
Le loro propriet\u00e0 possono soddisfare obiettivi prestazionali attraverso la progettazione ottimizzata del prodotto. Adottando un design di componenti e layout di sistemi in cui le funzioni sono assegnate in base alle caratteristiche termo-strutturali delle leghe proponibili, alcune propriet\u00e0 meccaniche delle leghe secondarie, talvolta meno prestazionali delle primarie, trovano applicazioni di successo. Se poi la progettazione considera fin dalle prime fasi anche il disassemblaggio, viene garantito un riutilizzo selettivo ed un riciclo dei componenti rispettoso dell’ambiente.
Grazie ad iniziative finanziate dall\u2019UE, la filiera italiana conferma il proprio ruolo attivo nell\u2019affrontare queste sfide, considerando, fin dalle prime fasi di concept design, le leghe di alluminio secondarie nello sviluppo di componenti innovativi, siano essi getti strutturali (Progetto SALEMA \u2013 Horizon 2020), siano essi componenti per moduli batteria (IPCEI Batteries) e batterie swap (IPCEI EuBatIn) in cui un facile smontaggio, riutilizzo e riciclo delle celle ioni litio assumono una valenza strategica.
Nel progetto SALEMA (salemaproject.eu) lo sviluppo di nuove leghe da riciclo ha affrontato anche il tema della dipendenza dalle materie prime importate (CRM – Critical Raw Material) come il silicio ed il magnesio, in ottica di completa sostenibilit\u00e0 del settore automobilistico e relativa industria manifatturiera in Europa, che necessita di fonti di alluminio sostenibili, per prodotti ad alte prestazioni per i quali l\u2019alleggerimento \u00e8 il parametro premiante per l\u2019autonomia di veicoli elettrici. Tutto ci\u00f2 \u00e8 possibile solo generando un nuovo ecosistema dell\u2019alluminio.
Sedici partners, provenienti da sei paesi europei, hanno unito le forze e competenze per sviluppare una nuova metodologia per \u201cprogettare\u201d leghe con un maggior contenuto di alluminio da riciclo e meno materie prime critiche (CRM), in grado di soddisfare comunque le esigenze di alte prestazioni tipiche dei processi produttivi dell\u2019industria automobilistica (pressocolata, estrusione e stampaggio lamiera). SALEMA ha dimostrato come la stretta collaborazione tra universit\u00e0, industria ed OEMs garantisca sviluppi concreti nel percorso di carbon neutrality e sostenibilit\u00e0 in Europa.
Lo sviluppo di 12 varianti di leghe da pressocolata e successiva selezione al \u2018dimostratore\u2019 rappresentativo di getti strutturali, ha permesso di trasformare in prodotti industriali due leghe della famiglia AlSi8\/AlSi10 che, opportunamente trattate termicamente (T5), hanno raggiunto i target attesi di resistenza meccanica statica, dinamica, alla corrosione e di saldabilit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n
Una cross-fertilization tra progetti EU ha di recente offerto importanti occasioni di sinergie, a favore della competitivit\u00e0 di aziende e prodotti europei nel campo dei componenti per E-mobility, come noto dominato dalla Cina.
Primo esempio concreto: una variante delle leghe SALEMA \u00e8 stata utilizzata con successo nella realizzazione di contenitori per batterie, sviluppati e prodotti da Endurance nell\u2019ambito dei progetti IPCEI Batteries ed EUBatIn, nei quali l\u2019azienda \u00e8 impegnata sia in ottica 4R, sia in ottica product cost-reduction.
In questo specifico settore la progettazione per un facile disassemblaggio contribuisce in modo significativo a garantire un riutilizzo selettivo di componenti ad alto valore aggiunto, come le celle ioni litio. L\u2019approccio selettivo per la separazione dei materiali permette un secondo utilizzo sia delle celle che dei componenti la batteria, contribuendo in maniera significativa ad un\u2019economia circolare sostenibile.
Su quest\u2019ultimo aspetto, particolare attenzione \u00e8 stata dedicata all\u2019ottimizzazione del processo di pressocolata abbinato alla progettazione di stampi in grado di garantire prodotti con spessore parete inferiore a 1,5 mm e spoglia 0,5\u00b0. Questi requisiti cos\u00ec stringenti sono stati raggiunti producendo un Basic Module \u2013 BM VDA 390 per celle ioni-litio prismatiche\/pouch – con varie tipologie di leghe low carbon footprint in formato lingotti, pronto forno (*) e liquido.
In ottica spill-over con positive ricadute di coinvolgimento di aziende italiane non direttamente partner dei progetti IPCEIs, Endurance ha avviato collaborazioni di successo per l\u2019impiego di nuove tecnologie di processo. In particolare con Fonderie Maestri, il cui processo LSC ha permesso di aumentare la produttivit\u00e0 del 30% grazie alla lubrificazione a stampo chiuso, rendendo \u201cgreen\u201d il processo grazie alla riduzione di rumore, emissioni (fino al 90%) e smaltimento (\u00e8 possibile riutilizzare il fluido lubrificante in process).
In un recente evento Open House presso la fonderia Endurance di Chivasso (Torino) sono stati illustrati i contenuti delle milestones di progetto raggiunte che contribuiscono alla progressiva transizione all\u2019E-mobility, dalle materie prime al riciclo, per la quale l\u2019alluminio secondario si conferma primo nella corsa alla sostenibilit\u00e0!<\/p>\n\n\n\n
(*) \u201cLOW CARBON FOOTPRINT ALUMINIUM COMPONENTS FOR E-MOBILITY\u201d, ACTA METALLURGICA SLOVACA 2024, VOL. 30, NO. 1, by Elisa Fracchia – Polytechnic of Turin, Department of Applied Science and Technology (DISAT), and Claudio Mus- Endurance Overseas<\/em><\/p>\n\n\n\n