Studio e ottimizzazione di un forcellone motociclistico in lega di alluminio realizzato tramite colata in terra

Il presente elaborato di tesi, svolto presso Hypertec Solution S.r.l., ha come obiettivo lo studio e l’ottimizzazione strutturale di un forcellone bibraccio in lega di alluminio destinato a un motociclo elettrico di nuova generazione, dotato di powertrain full electric con frizione e cambio. Il componente oggetto di studio rappresenta un’alternativa progettuale al forcellone già sviluppato per lo stesso veicolo, caratterizzato da una struttura in tre parti realizzate separatamente di fusione, lavorate e infine saldate. Tale configurazione presenta criticità legate a perdita di precisione dimensionale dovuta alle distorsioni termiche indotte dalla saldatura e al calo di integrità strutturale nei pressi dei cordoni. La nuova soluzione proposta prevede un forcellone monolitico ottenuto tramite fusione in terra, scelta giustificata dai ridotti volumi produttivi, seguita da lavorazioni alle macchine utensili del grezzo ottenuto. L’obiettivo del lavoro è il miglioramento degli aspetti sopracitati rispettando le condizioni al contorno del nuovo processo produttivo, e inoltre l’ottimizzazione delle prestazioni meccaniche, in particolare in termini di rigidezza torsionale specifica per unità di massa. L’elaborato affronta inizialmente una panoramica su leghe di alluminio e processi fusori applicabili, per poi approfondire le caratteristiche dei sistemi sospensivi posteriori e presentare l’architettura del caso studio. Viene quindi descritta la modellazione CAD del forcellone in due varianti sviluppate in ambiente Solidworks: una fedele alla geometria originale e una ottimizzata. Entrambe sono state sottoposte ad analisi FEM tramite software Femap con solutore NX Nastran, valutando le sollecitazioni strutturali in condizioni di esercizio e calcolandone la rigidezza torsionale. I risultati ottenuti consentono di comparare le diverse configurazioni e di validare le scelte progettuali orientate alla massimizzazione delle prestazioni del componente fino alla versione definitiva.