Bugatti: arrivano le prime pinze freno stampate in 3D

Per i freni più esclusivi del mondo non bastano delle pinze qualunque. E visto che lo sviluppo di una vettura Bugatti non finisce quando l'auto viene presentata e commercializzata, ma prosegue fino alla fine della sua vita, perché non utilizzare una tecnica innovativa? Questo è quanto hanno fatto in Bugatti, sotto la supervisione di Frank Götzke, responsabile delle nuove tecnologie presso il dipartimento di sviluppo tecnico di Bugatti e tra i maggiori artefici di Veyron e Chiron.

L'impianto frenante originale di Bugatti Chiron presenta una tecnica di per sé inusuale: le pinze freno sono infatti forgiate da un unico blocco di lega di alluminio ad alta resistenza. Si tratta delle pinze più grandi attualmente installate su un'auto di serie, con otto pistoni in titanio su ciascuna pinza anteriore e sei su ciascuna delle unità posteriori. Il loro disegno, organico e irregolare, è ispirato alle strutture naturali, combinando il minimo peso possibile con la massima rigidità.

I vantaggi della stampa 3D

Con la stampa 3D, Bugatti fa un ulteriore passo avanti: grazie alla produzione additiva di una particolare lega di titanio nota come Ti6AI4V (utilizzata principalmente nell'industria aerospaziale), queste nuove pinze freno di Bugatti Chiron offrono prestazioni nettamente superiori rispetto alle precedenti in alluminio: la resistenza alla trazione di 1.250 N/mm2. Ciò significa che è possibile applicare una forza di 125 kg per ogni millimetro quadrato di superficie senza provocare la rottura del materiale.

L'utilizzo di questa speciale lega di titanio ha comportato anche una significativa riduzione del peso: nonostante sia lunga 41 cm, larga 21 cm e alta 13,6 cm, pesa solo 2,9 kg, contro i 4,9 kg di quella in alluminio.

La stampa 3D, oltre ad essere l'unico modo per realizzare un componente con questa particolare lega di titanio, offre la possibilità di generare strutture ancora più complesse, che sono significativamente più rigide e più resistenti di quanto sarebbe possibile con qualsiasi processo di produzione convenzionale.

Questo particolare processo produttivo, poi, ha il vantaggio di richiedere tempi di sviluppo decisamente inferiori a quelli di un processo tradizionale, che prevede anche l'ingegnerizzazione degli stampi: dalla prima idea al primo componente stampato, ci sono voluti solo tre mesi. Questo anche perché il modello base, completo di tutte le simulazioni, sono stati inviati al Laser Zentrum Nord (uno dei centri all'avanguardia per quanto riguarda la realizzazione di componenti in titanio per il settore dell'aviazione), che ha poi provveduto alla simulazione dei processi, la progettazione delle strutture di supporto, la stampa effettiva e il trattamento del componente.

Il processo di stampa

Come funziona una stampa 3D di leghe metalliche? In 45 ore, la polvere di titanio viene depositata strato su strato. Con ogni strato, i quattro laser fondono la polvere di titanio nella forma desiderata. Il materiale si raffredda immediatamente e la pinza freno prende forma. Il pezzo viene poi sottoposto ad un trattamento termico stabilizzante in un forno ad una temperatura iniziale di 700°C, che diventano 100°C alla fine del processo, al fine di eliminare le tensioni residue e garantire stabilità dimensionale. Infine, le strutture di supporto vengono rimosse e il componente viene separato dal vassoio.

Avviene poi la finitura: qui la superficie viene levigata in un processo combinato meccanico, fisico e chimico che migliora significativamente la durabilità a lungo termine del componente nel suo ciclo di vita. Infine, i contorni delle superfici funzionali, come le superfici o le filettature dei pistoni, vengono lavorati in una fresatrice a cinque assi che impiega altre 11 ore per completare il lavoro. Come possiamo vedere nelle due immagini, la pinza freno così finita è un componente dalla forma delicata con spessori di parete compresi tra un minimo di un millimetro e un massimo di quattro millimetri: si tratta del più grande componente funzionale in titanio prodotto con metodi di produzione additiva. 

Bugatti leader VAG nella stampa 3D

La realizzazione di questo componente rende Bugatti il leader nel gruppo Volkswagen nello sviluppo della stampa 3D. Non un semplice costruttore di hypercar, dunque, ma anche un laboratorio per l'intero Gruppo VAG nelle applicazioni high-tech.

Tra le altre innovazioni di Bugatti si segnala anche il più lungo componente in alluminio finora realizzato con la stampa 3D: si tratta di un supporto per tergicristallo di ben 63 centimetri, dal peso di soli 400 grammi, circa la metà di un tradizionale supporto in alluminio pressofuso, con una migliore rigidità.

Frank Götzke non nasconde la soddisfazione: 

Dato che i nostri dati sulle prestazioni sono spesso ai limiti fisici, siamo particolarmente esigenti. Ecco perché Bugatti fa sempre almeno un passo in più rispetto ad altri produttori nello sviluppo di soluzioni tecniche.