BAC Mono: La monoposto si proietta nel futuro con il generative design
Qual è uno dei modi più efficaci per far andare più veloce un’auto? Dimezzarne il peso.
La BAC Mono è una supercar essenziale. Omologata per la guida su strada, la monoposto pesa 570 kg: meno della metà di una Toyota Corolla. L’interno accoglie un solo sedile ed è dotato di un telaio in fibra di carbonio ultraleggero.
L’ultima versione della vettura — che è stata presentata al BAC Innovation Centre in Inghilterra — è stata alleggerita di 4,8 chilogrammi grazie all’utilizzo di ruote progettate con il generative design e con un software che ottimizza il rapporto potenza-peso. L’eliminazione di questo peso supplementare potrebbe innescare una rivoluzione nel design e nella produzione automobilistica, alterando drasticamente le prestazioni e l’aspetto delle auto.
Progettata e costruita da Briggs Automotive Company (BAC), con sede a Liverpool, la BAC Mono è un’auto da corsa snella che può essere guidata anche sulle strade cittadine, in quanto rispetta i requisiti minimi di legge di sicurezza e di protezione dei pedoni. Il propulsore turbo a quattro cilindri da 2,3 litri eroga 332 cavalli: non sembra travolgente, ma il telaio flessuoso dell’auto consente un’accelerazione da 0 a 96 km/h in soli 2,6 secondi e una velocità massima di 272 km/h. I fanatici dell’automobilismo si sprecano in lodi per l’accelerazione della BAC Mono, l’apoteosi dell’agilità e della maneggevolezza da go-kart.
Ogni BAC Mono costa circa 227.000 euro. “Dato che abbiamo un prezzo alto e un volume basso, siamo tra i primi a poterci permettere di assorbire i costi della tecnologia più cara”, dice Ian Briggs, co-fondatore e direttore della progettazione di BAC, che ha creato l’azienda con il fratello Neill Briggs.
Ciò significa adottare nuovi metodi di fabbricazione, ovvero la stampa 3D. Circa 40 componenti della nuova BAC Mono sono stampati in 3D (fari, specchietti retrovisori, involucri dei fanali posteriori ed altro ancora), e molti dei pannelli sono realizzati in fibra di carbonio potenziata con grafene, un materiale noto sia per le sue proprietà termiche che per la sua forza e leggerezza.
Per ridurre ulteriormente il peso della monoposto, la BAC ha fatto un’altra scelta significativa: di avvalersi della tecnologia del generative design di Autodesk Fusion 360 per produrre le ruote. La progettazione generativa sfrutta il machine learning e il cloud computing per progettare gli oggetti tramite algoritmi; i prodotti finali possono offrire un rapporto estremo tra resistenza e peso. Per le ruote di BAC Mono, i progettisti hanno specificato i vincoli prestazionali richiesti: quanto peso devono sopportare le ruote, il materiale da utilizzare (alluminio) e il metodo di fabbricazione (fresatura CNC a 5 assi per risparmiare sui costi). Da questi dati, il software genera opzioni iterative quasi infinite tra le quali i progettisti possono scegliere, esplorando una più ampia gamma di soluzioni, con conseguenti risultati migliori.
Tuttavia, anche l’estetica del design rappresentava un grosso vincolo, in quanto BAC auspicava un’evoluzione progettuale dalla linea leggera, ma che fosse anche espressione del suo marchio. Ciò implicava un design limitato nei punti in cui occorreva collocare il materiale, in modo da essere conforme all’estetica e all’identità del marchio BAC.
Sia la stampa 3D che il generative design facilitano la personalizzazione, un valore chiave per una piccola azienda automobilistica specializzata in prodotti su misura. “Preferiamo risparmiare l’investimento in uno strumento che i grandi produttori utilizzano per costruire migliaia di componenti, mentre noi ne produciamo solo 30, 40, 50 all’anno”, spiega Ian. “Per una piccola fabbrica come la nostra, invece, è più facile ed anche più importante realizzare solo un prodotto su misura con la stampa 3D. I sedili sono modellati per il cliente. Il volante è fatto su misura per lui, i pedali, tutto è unico. Può metterci il suo nome e le sue iniziali. I nostri clienti acquistano un’auto speciale, unica, ad un prezzo elevato. Si aspettano di vedere la tecnologia all’avanguardia in ogni cosa, tipo il design generativo”.
La progettazione generativa e la stampa 3D si rafforzano a vicenda, anche se questo circolo vizioso spinge la fabbricazione in luoghi impraticabili. Vi sono innumerevoli esempi di prodotti della progettazione generativa che assomigliano ad un tessuto muscolare, dal quale sono scomparsi tutti i presupposti della geometria ortogonale. “Se lasciamo che il design generativo continui a fare quello che fa senza dargli un limite, finiremo per ottenere strutture che possono essere solo stampate in 3D”, aggiunge Ian. “Man mano che il prezzo scenderà, penso che si assisterà a una diffusione del generative design e del tipo di soluzioni che ne derivano”.
La realizzazione delle nuove ruote della Mono si è svolta come una piccola produzione di massa, così la fabbricazione attraverso processi più consolidati è risultata vantaggiosa in termini di costi. Pertanto, BAC ha posto dei vincoli al processo di progettazione generativa per evitare le spese di fabbricazione delle ruote stampate in 3D, che potrebbero costare decine di migliaia di euro per un singolo set. Al contrario, l’azienda ha impostato i parametri in modo che una fresatura CNC a 5 assi possa fabbricare ogni singola ruota, cosa che offre ulteriori vantaggi rispetto alle precedenti versioni di ruote per la BAC Mono, realizzate con macchine a 3 assi. Le nuove ruote sono più leggere del 35% rispetto alle ruote standard, con un peso di soli 2,2 kg ciascuna.
I raggi ed il punto di ancoraggio delle nuove ruote si snelliscono e si assottigliano, l’insieme dei raggi pentagonali si allunga e si spiana in un’unione di geometrie rettilinee e curvilinee. L’accoppiatore circolare che si collega al semiasse è dotato di fori aggiuntivi, creando una struttura a nido d’ape leggermente biomorfa.
Anche altre case automobilistiche hanno sperimentato con il design generativo e l’ottimizzazione della topologia delle ruote, ma la BAC Mono ha raggiunto una resa perfetta del generative design. Si distingue per la carrozzeria bassa a terra, il profilo richiama quello di uno squalo martello o di una razza, il telaio scolpito e fluido lascia spazio a componenti meccanici più esposti verso la parte posteriore dell’auto. La logica dei legamenti del design generativo si adatta meglio qui che su una berlina familiare o su un SUV crossover.
Le ruote della BAC Mono non possiedono ancora la fluidità dinamica degli esempi più audaci della tecnologia, ma man mano che il design della ruota raggiunge forme ultraefficienti, la traiettoria è chiara. E una volta che il generative design riesce a raggiungere gli autosaloni e le corsie del carpooling, il peso ridotto e l’economia dei materiali che rivela possono aumentare l’efficienza dei consumi di carburante, attenuando l’impatto delle auto sulle emissioni di carbonio e sul cambiamento climatico.
È lì che BAC vuole arrivare. Il generative design promette infinite opportunità per i componenti metallici delle auto, e BAC prevede che saranno i sistemi di sospensione e gli elementi del telaio a segnare il passaggio successivo alle auto in metallo biotico. “Le ruote costituiscono la prima fase di un approccio a tre o quattro fasi verso il design generativo nei nostri prodotti futuri”, afferma Neill, co-fondatore e direttore dello sviluppo dei prodotti BAC.
“Sulla nostra macchina sono presenti 400 componenti in alluminio massiccio lavorati con una fresatrice a 3 o 5 assi”, conclude Ian. “Ognuno di questi componenti potrebbe essere progettato con il generative design e, per un costo probabilmente molto modesto, essere ridotto di peso. Noi usiamo già la fresa, quindi sottoporli un po’ più a lungo alla progettazione generativa sarebbe il punto di partenza logico. Se c’è la possibilità di ottimizzare il design, risparmiare peso ed eseguire la lavorazione con lo stesso processo di prima, è possibile conseguire un risparmio di peso con un buon rapporto qualità-prezzo. Tutto ciò sembra essere praticabile già da adesso”.