I materiali del futuro: le ricerche Porsche

In tutta la storia Porsche, la casa di Stoccarda ha introdotto innumerevoli novità nella costruzione di automobili. Dal design delle vetture, alcuni dei quali sono diventati iconici, alle soluzioni tecniche per la propulsione, la ciclistica e così via. È stato, da sempre, il frutto di un lavoro di ricerca che affonda le sue radici nel genio del fondatore di Zuffenhausen, Ferdinand Porsche. Un lavoro che, evidentemente, prosegue ancora oggi, non solo in questi campi, ma anche in nuovi campi come quello dei materiali del futuro. Le case costruttrici, infatti, sono sempre alla ricerca di nuovi materiali, capaci di assicurare vantaggi consistenti in termini di riduzione del peso e aumento della resistenza meccanica. Porsche, in questo senso, non è da meno e, già oggi, sta introducendo diverse soluzioni che rappresentano il futuro della scienza dei materiali. Oggi ne vedremo alcuni, per capire cosa ci attenderà in futuro.

Il senso della ricerca dei materiali del futuro di Porsche

Alla guida di una Porsche, nella maggior parte dei casi, si notano due fattori: le linee sinuose e avvolgenti della carrozzeria e la capacità del propulsore di spingere ben oltre i limiti di un’automobile normale. Poco importa se quella carrozzeria affascinante o quel motore selvaggio si muovono grazie a materiali tradizionali oppure con l’ausilio di materiali del futuro. È proprio grazie a questi ultimi, però, che la casa di Stoccarda sta progredendo verso l’innovazione, spesso anche prima di tutte le altre case costruttrici. Nel mondo odierno, la ricerca di materiali sta progredendo molto rapidamente, ne facciamo esperienza ogni giorno: di fronte a pannelli televisivi sempre più sottili e sempre più definiti, mentre maneggiamo i nostri smartphone, mentre utilizziamo dispositivi elettronici alimentati dall’energia elettrica prodotta dai pannelli solari disposti sul tetto di casa.

La fibra di vetro, fragile ma resistente come l’acciaio

Se si pensa al vetro, indubbiamente, si pensa a un materiale fragile, che al primo urto rischia di rompersi per sempre. Al contrario, come sanno tutti i diportisti, la fibra di vetro è un materiale molto resistente che trova impiego anche nell’industria automobilistica. Non soltanto come materiale utilizzato per la carrozzeria, ma anche come materiale del futuro impiegato in elementi strutturali. I laboratori di Porsche di Weissach, infatti, hanno già sperimentato una combinazione di metallo, plastica e fibra di vetro. È ciò che i possessori di Porsche 918 Spyder e Porsche Panamera possono notare spiando, fra la pedaliera, il pedale del freno: quel curioso effetto brillante, che potrebbe far pensare alla fibra di carbonio, è in realtà il risultato della combinazione fra materiale plastico e fibra di vetro.

Anche il pedale del freno, però, non è un elemento strutturale. Quello di Porsche è stato solamente un esperimento, per verificare la produzione in serie di questo particolare materiale del futuro. Il punto di arrivo di questa sperimentazione, invece, riguarda un’altra parte: il cosiddetto montante A, che collega il battitacco al resto del montante della portiera. La sua resistenza, pertanto, è fondamentale poiché, in caso di ribaltamento, deve assicurare la sopravvivenza degli occupanti della vettura. Da questo punto di vista, non solo Porsche assicura che il materiale innovativo è in grado di assicurare le stesse prestazioni meccaniche dei sistemi con tubi in acciaio, ma anche di assicurare una importante riduzione di peso (circa 5 chilogrammi). Questo è un vantaggio di non poco conto, sia per quanto riguarda le prestazioni di automobili che ricercano sempre più la perfezione, sia dal punto di vista dei consumi, in un momento in cui l’ecosostenibilità rappresenta un tema di attualità.

Il Gorilla glass, non solo per i display dei cellulari

Alcune innovazioni sono frutto dell’ingegno, dell’intuito. Altre, invece, provengono dall’osservazione. È il caso dell’innovazione che, presto, troverà applicazione anche nel mondo automobilistico, per quanto riguarda i materiali del futuro. I tecnici di Porsche, infatti, ha pensato che il Gorilla glass – il materiale ultra-resistente che riveste i display degli smartphone – potesse essere adottato anche nelle proprie automobili. Che cos’è il Gorilla glass? Essenzialmente, si tratta di un materiale che offre grande resistenza a graffi e urti, nonostante lo spessore e il peso particolarmente leggero.

Anche in questo caso, sperimentazioni in questo senso sono già state condotte da parte di Porsche. Nel pacchetto Weissach della Porsche 918, infatti, è stato utilizzato un materiale simile, costituito da due strati di vetro ultra-sottili inframmezzati da una pellicola, per realizzare il lunotto posteriore. Questo assicura un’incredibile leggerezza del pezzo, con una riduzione in peso di circa il 40%, contribuendo così a contenere l’intera massa del veicolo. Sperimentazioni analoghe, poi, sono stata condotte anche su altri veicoli, fino a ottenere vetri a strati ricurvi, che permettono anche la realizzazione dei finestrini, come accade per esempio con la Porsche 911 GT2 RS e con la Porsche 911 Carrera T.

Questo materiale, tuttavia, non è innovativo solo per il contenimento del peso. Anzitutto, questo materiale consente una pressoché totale protezione ai raggi UV, che significa un miglior isolamento termico. Inoltre, il vetro multistrato di Porsche permette di filtrare in maniera efficace anche le frequenze altre, come quelle prodotte dal fruscio del vento, ma lascia passare quelle basse, come quelle del motore. Ciò, ovviamente, migliora il comfort acustico a bordo e l’appagamento del conducente. Altro grande vantaggio di questo materiale innovativo riguarda l’aspetto tecnologico: attualmente allo studio, infatti, ci sono numerose soluzioni che integrano, fra gli strati di vetro ultra-sottile, pellicole in grado di funzionare come veri e propri display. Questo significa che, nell’ottica della realtà aumentata, telecamere installate a bordo dell’automobile Porsche, potranno “vedere” il circostante e, tramite connessione in rete, offrire informazioni in tempo reale. Con lo stesso principio, inoltre, sarà anche possibile oscurare i finestrini a seconda dell’intensità di luce.

Fibre vegetali, alla ricerca della sostenibilità ambientale

Tra i nuovi materiali tecnologici che si stanno sperimentando nell’industria automobilistica vi sono anche le fibre vegetali. Con questi materiali, già sono state realizzate alcune parti interne come i pannelli portiere. Il risultato finale, tuttavia, non ha completamente soddisfatto gli standard qualitativi della casa di Stoccarda. L’intento, tuttavia, dimostra la volontà di individuare nuovi materiali che siano in grado di assicurare la sostenibilità ambientale.

Le tecnologie additive per realizzare forme mai viste prima

La stampa 3D è una tecnologia che, in un modo o nell’altro, abbiamo imparato a conoscere un po’ tutti. C’è una sostanziale differenza, tuttavia, fra una semplice stampante per uso casalingo e una stampante industriale, in grado di fondere particelle di acciaio inossidabile. La differenza sta tutto nelle infinite possibilità che quest’ultima offre all’industria automobilistica in termini di produzione di pezzi. In questo caso, forse non si tratta di materiali del futuro. Certamente, però, si tratta di una soluzione che consentirà di raggiungere nuove vette tecnologiche.

Qualcosa, in tal senso, già è stata fatta dai tecnici di Porsche nell’ambito della propulsione elettrica: attraverso una stampante che utilizza una polvere metallica sottilissima e un laser per la fusione, è stato realizzato un albero rotore innovativo. Al suo interno, senza sprechi di materiale, è stato possibile ricavare dei sottili canali di raffreddamento ricurvi che migliorano le caratteristiche del pezzo. Ciò, con le tecniche attualmente in produzione, non sarebbe stato possibile se non attraverso lunghi e delicati processi. Di contro, questa nuova tecnica richiede ancora lunghi tempi di lavorazione, che non si prestano alla produzione in serie.