Profili portabatterie estrusi a caldo per treni TGV
Su un treno ad alta velocità i portabatterie sostengono le unità che alimentano i sistemi di bordo: si trovano sotto il veicolo, in una posizione esposta a intemperie, spruzzi e vibrazioni costanti, e devono durare quanto il treno stesso. Un costruttore che lavorava su questi componenti ha chiesto a Montanstahl un prototipo e poi la riprogettazione della sezione da cui derivava. Il risultato è un nuovo profilo estruso a caldo in acciaio inossidabile 1.4301, al posto del duplex 1.4462, fornito in 41 tonnellate in due lunghezze da 6.000 e 5.950 mm.
L’alta velocità ferroviaria e i componenti che la rendono possibile
Dagli anni ’80 i treni ad alta velocità rappresentano il riferimento mondiale per l’innovazione ferroviaria, superando i 300 km/h grazie ai progressi in aerodinamica, materiali e ingegneria. Questi sviluppi uniscono efficienza, affidabilità e comfort dei passeggeri, e hanno reso l’alta velocità un simbolo del trasporto moderno. Sostenere questa evoluzione significa ripensare componenti che i passeggeri non vedono mai. Il cliente cercava parti critiche per portabatterie, elementi che coniugano una progettazione avanzata con materiali di alta qualità e devono soddisfare requisiti elevati di prestazioni e durata, perché alimentano sistemi di bordo sofisticati. Le sezioni impiegate nelle applicazioni per trasporti e ferrovie devono rispondere a una combinazione particolare di esigenze: il peso va contenuto per l’efficienza energetica, mentre il componente deve resistere a corrosione e vibrazioni per una vita utile che si misura in decenni anziché in anni.
Dal prototipo a una sezione riprogettata e a un nuovo grado
Il progetto è partito da un prototipo realizzato per valutazione ed eventuale sviluppo, un punto di partenza comune quando un componente viene ripensato anziché semplicemente riordinato. Dopo la valutazione del prototipo, il cliente ha chiesto tre modifiche al prodotto finale. Il design doveva essere ottimizzato per adattare meglio la sezione all’applicazione, il che ha comportato la revisione degli spessori delle pareti e della forma delle sedi su cui poggia l’unità batteria, invece di riprodurre quanto già esisteva. Il materiale doveva passare dall’acciaio duplex 1.4462 all’acciaio inossidabile 1.4301. Infine la fornitura doveva coprire 41 tonnellate in due lunghezze diverse. Il cambio di materiale è il più interessante dei tre, perché passare da un grado duplex a un austenitico standard riduce la resistenza meccanica, quindi la geometria deve compensare ciò che la lega non garantisce più.
Contesto applicativo
Montanstahl ha lavorato direttamente con il cliente alla riprogettazione dei profili portabatterie, sviluppando una nuova sezione estrusa a caldo che soddisfa i requisiti funzionali e dimensionali fissati per il componente. Il materiale è passato all’acciaio inossidabile 1.4301, che offre la resistenza alla corrosione richiesta dall’applicazione migliorando al tempo stesso l’efficienza dei costi rispetto al duplex sostituito, un compromesso reso possibile dalla geometria rivista. I profili sono stati prodotti in due lunghezze precise da 6.000 mm e 5.950 mm, e tra il 2019 e il 2020 sono state consegnate 41 tonnellate, a copertura del fabbisogno del cliente fino al 2030. L’estrusione a caldo si adatta a un componente di questo tipo perché in un solo passaggio produce una sezione chiusa o con cavità profonde, con la qualità superficiale richiesta dall’assemblaggio, senza quantitativi minimi che penalizzerebbero un prototipo. Sezioni come questa vengono sviluppate come profili speciali in un’ampia scelta di gradi di acciaio, e le domande su riprogettazione e sostituzione dei materiali trovano risposta nelle Q&A tecniche.