Roland Löwisch
Siamo stati a Stoccarda per visitare Mahle, azienda tedesca che produce per Ferrari i pistoni in lega leggera
Circa un secolo fa, in un piccolo laboratorio nei pressi di Stoccarda due fratelli tedeschi lavoravano per reinventare il pistone, dando vita a un’azienda che oggi è leader mondiale nella produzione di pistoni forgiati: Mahle Motorsport GmbH. Dalla metà degli anni ’70 Mahle è sinonimo di resistenza eccezionale a carichi estremi, ragion per cui è stata scelta da Ferrari come fornitore ufficiale per i suoi motori V8 e Formula 1.
“Ferrari punta su un concept a regimi elevati che la distingue da tutte le altre Case automobilistiche” dichiara Fred Türk, Vice Presidente del settore Engineering Services and Motorsport. “Pur con volumi di produzione così ridotti, possiamo considerare e sviluppare nuove idee che in condizioni normali sarebbero impensabili per via dei costi.
Ecco perché ci piace così tanto lavorare con Ferrari”. Mahle, che oggi fornisce componentistica per un’auto su due nel mondo, produce ogni anno circa 100 milioni di pistoni, di cui 60.000–80.000 per Ferrari. Molti motori Ferrari sfruttano pistoni realizzati con la normale tecnica di fusione, ma la maggior parte dei modelli Ferrari GT monta esclusivamente pistoni forgiati ad alta resistenza Mahle. Anche se composti dalle stesse leghe metalliche, i pistoni forgiati hanno una microstruttura più fine, con pareti più sottili che li rendono di conseguenza più leggeri. Nel 2018, il motore V8 della 488 Pista, ossia il V8 più potente della storia di Ferrari, ha conquistato il titolo di “International Engine of the Year” per la terza volta consecutiva e quello di “Best Engine of the last 20 years”: motivo di grande orgoglio sia per Mahle che per Ferrari.
A differenza dei pistoni fusi, in cui l’alluminio fuso viene colato in uno stampo per poi solidificarsi, un pistone forgiato viene prodotto partendo da un pezzo di alluminio grezzo che viene preriscaldato e quindi pressato in un punzone. Per la pressatura, il materiale viene riscaldato fino a 500°C e posizionato in una camera per poi essere raffreddato in acqua a 20°C, procedimento che tempra la lega. Il pistone viene quindi sottoposto a un ulteriore trattamento termico per impedire la formazione di cricche. Mahle applica quindi rivestimenti segreti su specifiche aree della superficie. Questo il commento di Türk: “Gli aspetti più importanti nella produzione di pistoni sono la precisione, la pulizia e la tracciabilità”.
Per questo ogni pistone è contraddistinto da un codice ID univoco che permette di individuare ogni anomalia in fase di ispezione manuale, tenendo conto di tolleranze consentite pari a 1/5000 di millimetro. L’equivalente di un decimo del diametro di un capello umano. In un motore V8 Ferrari ogni bancata usa pistoni diversi, così ogni pistone ha un codice DataMatrix per essere assegnato al cilindro corrispondente. “Applichiamo alla camicia del cilindro un rivestimento in nichel chimico per dispersione, che protegge da attrito e usura”, aggiunge Türk. Per i motori della F1 la caratteristica prioritaria dei pistoni deve essere la resistenza a sollecitazioni estreme piuttosto che la durata nel tempo.
Dopo il trattamento di indurimento termico, ogni pezzo pressato viene lavorato su un laminatoio ad alta velocità (45.000 giri/min), dotato di boccole dello spinotto in lega di rame, forgiato in anelli di tenuta in acciaio inox sinterizzato, quindi rivestito con nichel chimico sulla testa del pistone. Il pistone da corsa finito viene quindi esaminato per escludere la presenza di cricche mediante tecnica con liquido fluorescente e luce UV. “Come potete vedere, si tratta di componenti ad alta precisione” afferma Türk. “Sono piccole opere d’arte e ne produciamo solo poche centinaia all’anno”.
I pistoni pensati per l’uso stradale e destinati ai modelli V8 GT sono specificamente concepiti per impiego a regimi elevati per almeno 200.000 km, mentre i pistoni per la F1 necessitano di una durata di vita massima di soli 7000 km. L’analisi post utilizzo è fondamentale. “Vengono puliti, misurati e controllati per verificare la presenza di cricche e la durezza residua. Questo ci permette di capire qual è il cilindro migliore per ogni motore. A quel punto il nostro compito è portare tutti gli altri cilindri a quel livello”. Mahle e Ferrari vantano una partnership anche sul fronte Ricerca& Sviluppo. Dalla loro collaborazione, nel 2015 è nato un nuovo sistema di combustione con pre-camera in grado di ridurre il consumo di carburante dei veicoli F1.
Come afferma Türk con soddisfazione: “Oggi sono diverse le Case automobilistiche che adottano un’evoluzione di questa tecnologia sulle loro sportive stradali”.