Analisi e sviluppo di una innovativa testata motore in additive manufacturing per veicoli ad alte prestazioni = Analisys and development of an innovative additive manufacturing cylinder head for high performance vehicles.

Oggetto di questo lavoro di tesi è stata l'analisi e la modifica della struttura della testata destra di un motore V12. Tale motore presentava alcune criticità nel raffreddamento del ponticello di scarico e nella parte centrale della camera di combustione, più precisamente nella zona in cui era alloggiata la candela. A tal proposito, si è deciso di agire sul circuito di raffreddamento della testata, cercando di non cambiare radicalmente un circuito già ottimizzato negli anni e al limite delle possibilità realizzative con le tecniche convenzionali. Si è pensato quindi, di avvalersi delle nuove tecnologie additive per realizzare una testa motore con un circuito di raffreddamento innovativo, in grado di colmare i punti critici sopra riportati, e allo stesso tempo capace di andare oltre i limiti imposti dal processo di fonderia. A seguito di una fase preliminare di studio e di confronto con una diversa testa motore, si è agito sulle matematiche della testa motore fornite dall'azienda, attraverso il software Creo 2.0. Tale fase lunga e complessa è stata seguita dalla ricostruzione dell'intera testata, attraverso ulteriori modifiche al circuito olio e agli esterni di fonderia lato aspirazione e scarico. Una volta terminata la fase preliminare di ri-progettazione, ci si è resi conto che i vantaggi dell'additive avrebbero permesso una riduzione dei componenti annessi alla testata oltre che all'eliminazione di una serie di lavorazioni necessarie per sopperire ai vincoli delle tecniche di fonderia. Si è ottenuto un componente realizzabile esclusivamente con i processi additivi. Alla fase di design ne è seguita una di validazione CAE. E' stata implementata un'analisi fluidodinamica al fine di stabilire le perdite di carico del nuovo circuito di raffreddamento e per quantificare i carichi termici a cui è sottoposto il componente. Infine è stata eseguita un'analisi termo-strutturale sul singolo cilindro in modo da validare gli interventi di progettazione fatti sul circuito di raffreddamento.