Con la fusione a bassa turbolenza, i cerchi sono più economici, leggeri e efficienti

Ad Aalen, in Svevia, l’ingegnere Ralf Bux sta inaugurando una nuova era nel processo di produzione di ruote in alluminio per auto. I vantaggi ambientali sono enormi: il consumo energetico è dimezzato e il fabbisogno di materie prime è ridotto del 25%. Ciò si traduce anche in vantaggi finanziari. La Fondazione Federale Tedesca per l’Ambiente (DBU) ha finanziato il nuovo processo, denominato “Turbu-Pressure Casting”, che a marzo è valso al fondatore dell’azienda di medie dimensioni Entec-Stracon il Premio Tedesco per l’Innovazione 2025. La produzione in serie dei cerchi dovrebbe iniziare già nel 2026: più leggeri, più stabili e più efficienti in termini di risorse su strada che mai.

La produzione di cerchi in alluminio rende i cerchi in lega leggera significativamente più leggeri, più stabili e più resistenti di prima.

Ralf Bux ha raggiunto ciò che sembrava essere in stallo nella produzione di cerchi: ha rivoluzionato la produzione di cerchi in alluminio. L’innovazione, denominata fusione a bassa turbolenza e pressione controllata, offre numerosi vantaggi rispetto alla fusione a bassa pressione convenzionale.

“I cerchi in lega leggera per autovetture sono significativamente più leggeri, più stabili e più resistenti di prima”, afferma Bux a proposito del prodotto. “Questo consente di progettare cerchi flessibili e personalizzati”.

Un punto di forza fondamentale, poiché un design raffinato a volte è un fattore determinante al momento dell’acquisto di un’auto. Tuttavia, i vantaggi ambientali sono ancora più significativi: “Il processo riduce il consumo energetico della metà”, afferma Bux. In un settore ad alta intensità energetica come la produzione di cerchi, questo si traduce in un risparmio considerevole. L’ingegnere spiega: “Con il nostro metodo di produzione, richiediamo 57 kilowattora per cerchio invece dei soliti 114”. Con una sola macchina di fusione è possibile produrre più di 150.000 cerchi all’anno. “Questo consente di risparmiare circa nove gigawattora di elettricità all’anno”, afferma Bux. Secondo lui, ciò corrisponderebbe al fabbisogno energetico di oltre 2.200 famiglie di quattro persone.

Allo stesso tempo, afferma, si riducono di conseguenza le emissioni di gas serra. Inoltre, la sua azienda, Entec-Stracon, evita di utilizzare fonti energetiche dannose per il clima, come il gas, nei suoi processi. Alla luce dei cambiamenti climatici e dei limiti di emissione sempre più severi per le autovetture, il settore è sotto pressione per ridurre costantemente le emissioni. Inoltre, “Le analisi di mercato mostrano che i cerchi in lega leggera per automobili stanno diventando sempre più popolari. Uno dei motivi è la riduzione dei costi energetici derivante dalla costruzione leggera”, afferma Michael Schwake, esperto DBU. Con auto sempre più grandi e batterie pesanti nei veicoli elettrici, rendere i singoli componenti più leggeri conviene. Schwake prosegue: “Nel complesso, questo progetto può aprire molte opportunità significative”.

Una nuova era per il processo di produzione dei cerchi: utilizzo di materiale riciclato al 100%

Con 25 anni di esperienza nello sviluppo di cerchi e un’idea completamente nuova, Bux sta inaugurando una nuova era per il processo di produzione. Spiega: “Nella pressofusione turbo, la lega di alluminio viene spinta lateralmente nello stampo ad alta pressione in una frazione di secondo”. Il vantaggio: “Grazie all’elevata velocità e alla temperatura estremamente bassa dello stampo, il materiale presenta granulometrie significativamente più piccole dopo la solidificazione, con conseguente maggiore resistenza e allungamento”, afferma Bux, che in precedenza ha lavorato per dieci anni come ingegnere di sviluppo presso Mercedes.

Nella fusione a bassa pressione convenzionale, la lega di alluminio fusa fluisce nello stampo dal centro e si espande per gravità. Dopo il raffreddamento, segue un processo di lavorazione meccanica, che rimuove il materiale in eccesso, producendo trucioli, ovvero materiale secondario di qualità inferiore. Bux: “Con la fusione a bassa pressione turbo, è possibile ottenere sezioni trasversali sottili grazie alla fusione quasi netta, che richiede una post-lavorazione minima”. Questo elimina la necessità delle complesse lavorazioni meccaniche richieste per le ruote convenzionali.

Secondo Bux, il materiale secondario è di qualità superiore. “Pertanto, può essere riutilizzato nella fusione successiva”, spiega l’inventore. Aggiunge che il processo può essere implementato con materiale riciclato al 100%, il che offre un significativo valore aggiunto in termini di efficienza delle risorse.

Controllo qualità e monitoraggio in tempo reale rivoluzionati

Bux ha rivoluzionato contemporaneamente il controllo qualità: prima della fusione e dopo il raffreddamento, la lega metallica viene pesata con precisione e i sensori controllano la porosità del cerchio dopo la tempra. “Centinaia di sensori rilevano tutti i parametri importanti per il processo in tempo reale in tutte le aree e li documentano centralmente”, afferma Bux. Oltre a queste migliaia di parametri, il nuovo processo è costantemente monitorato e controllato, a differenza della fusione a bassa pressione. “Questo controllo qualità completo durante il processo di fusione è un enorme vantaggio della fusione a turbopressione”, afferma Schwake, esperto DBU. Se la qualità si deteriora durante il processo, è possibile adottare immediatamente misure correttive. Schwake aggiunge: “Questo impedisce in primo luogo la generazione di scarti e riduce ulteriormente il consumo di energia e risorse”.

Primi veicoli di rinomate case automobilistiche con cerchi in lega turbocompressi

In tutte le prove di fusione, sono stati prodotti cerchi in lega leggera di vari design, testati su banchi di prova e confrontati direttamente con l’uso reale su strada. Presto, i primi veicoli di case automobilistiche rinomate come BMW e Mercedes saranno equipaggiati con cerchi in lega leggera prodotti con questa tecnologia. Secondo Bux, le case automobilistiche affermano che, a lungo termine, la fusione a bassa pressione sarà completamente sostituita dalla fusione a turbopressione.