ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA' DI BOLOGNAFACOLTA’ DI INGEGNERIA

CORSO DI LAUREAIN INGEGNERIA MECCANICA

Elaborato finale di Laureain

DISEGNO TECNICO INDUSTRIALE

Studio ed ottimizzazione di una microvettura ibrida realizzata con tecniche innovative

CANDIDATO RELATOREStefano Di Lorenzo Prof. Ing. Luca Piancastelli

Anno Accademico 2005/2006Sessione I

CORRELATORIProf.Ing. Gianni Caligiana

Prof.Ing.Alfredo Liverani

Individuazione specificheMicrovettura ibrida

ObiettiviObiettivi

•Design piacevole, originale, attento alla funzionalità.

•Massima ottimizzazione dei componenti e delle tecnologie produttive per consentire una produzione in piccola serie

•Buona abitabilità

VincoliVincoli

•Rispetto delle normative per l’omologazione92/61 CEE-2000/7/CE

OBIETTIVIOBIETTIVI

RicercaDelle forme

RicercaDelle forme

Osservazione delle tendenzedel mercato e dei potenziali clienti

Osservazione delle tendenzedel mercato e dei potenziali clienti

Ricerca di un designgiovane, originale e funzionale

Ricerca di un designgiovane, originale e funzionale

Utilizzo di tecnologie innovativeUtilizzo di tecnologie innovative

Riduzione del numero di componentiRiduzione del numero di componentiOttimizzazionedei costi

Ottimizzazionedei costi

Utilizzo di componenti commercialiUtilizzo di componenti commerciali

AbitabilitàAbitabilitàLeggero incremento della lunghezza

del veicolo (maggiore stabilità)Leggero incremento della lunghezza

del veicolo (maggiore stabilità)

VINCOLIVINCOLIRispetto della

normativaRispetto della

normativa

Lunghezza [mm] 4000Larghezza [mm] 2000Altezza [mm] 2500Massa MAX a vuoto [Kg] 400 (batterie escluse)400 (batterie escluse)Carico utile [Kg] 200

Velocità massima [Km/h] 85

N°passeggeri 2

Motore Pmax < 15 kW

Specifiche costruttiveSpecifiche costruttive

MOTORIMOTORI

ElettricoElettrico

Endotermico 180ccEndotermico 180cc

Specifiche costruttiveSpecifiche costruttive

ComponentiComponenti

Sospensioni e sterzoSospensioni e sterzo

Parabrezza AnterioreParabrezza Anteriore

Anteriormente e posteriormente sarannoutilizzate le sospensioni anterioriMc.Pherson della vecchia Panda

Si utilizzerà il parabrezza della Nuova Panda (2003)

Specifiche costruttiveSpecifiche costruttive

ComponentiComponenti

Carrozzeria Carrozzeria

Accessori e componentiAccessori e componenti

•Riduzione del numero degli stampi Per i pannelli della carrozzeria

Utilizzo di nuove tecnologie diRapid Manufacturing

La ricerca della forma è stata fatta considerando:• Tendenze del mercato delle autovetture• Vettura immediatamente riconoscibile come Ibrida • Proiettori anteriori di grandi dimensioni• Riduzione dei componenti da produrre e da

assemblare• Paraurti dal design innovativo• Ottimizzazione dell’abitabilità• Dimensioni esterne intorno ai 3 metri

Studio delle forme

Per la realizzazione del progetto si è partiti da disegni preliminari al fine di ricercare una forma soddisfacente.

Disegni preliminari

• Per la realizzazione del modello 3D della vetturaviene usato il software “3DStudio MAX 8”

• I disegni cartacei vengono usati come base di partenza per la modellazione.

Modellazione al computer

Modellazione al computer“Ricalcando” i disegni con la tecnica ad

ESTRUSIONE POLIGONALE

si vengono a delineare le linee guida per la costruzione delle superfici della carrozzeria.

Modellazione al computer

Terminato il disegno di massima della carrozzeria incominceremo a dettagliare il modello applicando il modificatore meshsmooth :

Modellazione al computerPer evitare bordi smussati, si selezioneranno gli angoli che dovranno avere un bordo più marcato e si applicherà ad essi il comando Chamfer

Modellazione al computer

Si procede iterativamente allo stesso modo per tutti i dettagli e i componenti della microvettura

RenderingPer il rendering fotorealistico è stato utilizzato

Flamingo , un applicativo di Rhinoceros

RenderingPer il non-fotorealistico è stato utilizzato

PENGUIN , sempre del pacchetto di Rhinoceros

Design e soluzioni innovativeLa microvettura è stata concepita per:

• Utilizzare la stessa portiera su entrambi i lati• Utilizzare lo stesso parafango posteriore da entrambi i lati• Superfici vetrate senza curvatura• Accessori e componenti particolari realizzati in Rapid Manufacturing• Pannelli carrozzeria realizzati in RTM

Vantaggi:• Buone prestazioni generali

• Costi ridotti per elevati volumi produttivi

Telaio della microvettura

Le principali tipologie costruttive per quantoriguarda il telaio di una vettura sono:

Tipologie costruttive

Scocca inacciaio

Svantaggi:• Peso elevato

• Costi molto elevati per volumi produttivi medio-bassi

Telaio intubi

Vantaggi:• Peso contenuto

• Costi ridotti per volumi produttivi medio-bassi

Svantaggi:• Tecniche specifiche di lavorazione e assemblaggio

• Alti costi per volumi produttivi elevati

Nei quadricicli presenti sul mercato il telaio vienerealizzato principalmente in tubi di acciaio o alluminio.

MaterialiMateriali

- Estrusi: lega AA 6061-T6- Lamiere: lega AA 5182

Tecnologia di giunzioneTecnologia di giunzione

- Saldatura a TIG- Rivettatura

ComponentiComponenti

- Estrusi rettilinei:Sezioni rettangolari cave• 60x40x4 (mm)• 50x30x3 (mm)- Lamiere piegate

Telaio della microvettura

Telaio della microvetturaE’ stata studiata anche una possibile soluzione con telaio

in vetroresina rinforzata con Combiflow® ottenuto con tecnologiaRTM (Resin Transfer Moulding)

ErgonomiaPer studiare il corretto posizionamento degli elementi del posto guida si è proceduto nell’ordine:

• Posizionamento dei sedili• Posizionamento

trasversale di volante e pedaliera

• Posizionamento longitudinale pedaliera

• Avvicinamento del manichino alla pedaliera

• Posizionamento longitudinale di volante e sedile

• Disposizione piantone di sterzo

• La raggiungibilità dei comandiposti sulla console centrale

• La visibilità dal posto guida• il posizionamento degli specchietti

Conclusioni

• Rispetto della normativa• Design innovativo e

d’avanguardia• abitabilità e versatilità ottime

nonostante i vincoli • Contenimento dei costi grazie

alle nuove tecnologie utilizzate• Possibilità di produrre la

microvettura in piccola serie

Componente Massa(Kg)

Telaio in alluminio 68

Sospensioni anteriori+ruote+freni 36

Sospensioni posteriori+ruote+freni 36

Motore Termico 51

Motore Elettrico 11,5

Batterie Non cons.

Trasmissione + gruppo sterzo 32

Carrozzeria + vetri 68

Sedili 30

Accessori + fanali + pannelli interni + altro

35

TOTALE 367,5