«Vogliamo sostenere il rilancio di Maserati»: è uno dei primi impegni presi da Carlos Tavares quando, a inizio 2021, si è presentato alla stampa per la prima volta come ceo di Stellantis. Tavares non voleva solo rilanciare un’azienda che fino a pochi giorni prima soffriva nei conti: il bilancio 2020 ha chiuso con 1,384 milioni di ricavi e 232 di perdita, ed è l’ultimo di una serie di esercizi in rosso, anche se l’ultimo trimestre era in nero e mostrava già segni di risalita. Tavares intendeva soprattutto poter finalmente sfruttare le enormi potenzialità economiche dell’unico marchio (Ferrari, come i lettori forse ricorderanno, fa parte di Exor ed è fuori da Stellantis) veramente luxury del colosso mondiale dell’automotive nato dalla fusione fra Psa ed Fca. Potenzialità economiche che necessitano di investimenti (sono stati stanziati ben 2,5 miliardi) e soprattutto di un nuovo paradigma industriale e manifatturiero. Paradigma al quale gli ingegneri della società oggi guidata dal ceo Davide Grasso stavano lavorando già da molti mesi prima che il brand fondato a Bologna nel 1914 dal vogherese Alfieri Maserati confluisse in Stellantis.

Paradigma che fa parte di una mutazione profonda attualmente in corso e che vede, tra l’altro, la nascita di Folgore, la nuova piattaforma full electric di Maserati che operarà prevalentemente (ma non esclusivamente, tanto che la versione Folgore della Mc20 sarà costruita a Modena) nel Turin Manufacturing District di Mirafiori, includendo anche le linee precedentemente in funzione a Grugliasco. Il nuovo paradigma industriale di Maserati ha un significato importante per tutto il panorama automobilistico, e per l’industria italiana nel suo complesso. Per questo la nostra testata (che non a caso si chiama Industria Italiana…) ha scelto di raccontarlo con un piccolo viaggio attraverso la produzione di una supercar da brivido: la Mc20, una biposto supersportiva ultra leggera e tecnologica, da 630 cavalli con meno di 1.500 kg di peso. Ne vengono fabbricate circa sei al giorno e le prime consegne sono iniziate lo scorso settembre. Il prezzo parte da 216mila euro.

La Mc20 come caso industriale è interessante perché il motore “Nettuno” è prodotto e sviluppato, per la prima volta, in modo del tutto indipendente da Ferrari, con la quale fino ad allora c’era una collaborazione strettissima, quasi esclusiva, e che andrà via via allentandosi, pur continuando a sussistere per i veicoli da tempo proposti al mercato, per esempio per i motori V6 e V8 che equipaggiano Levante, Ghibli e Quattroporte. Nettuno darà vita ad una famiglia di altri motori, che vedremo sull’ormai prossima Grecale e sulle nuove GranTurismo e GranCabrio. Perché nel 2023 arriverà una versione full electric che posizionerà il Tridente fra i concorrenti di Tesla e che rappresenta una sfida manifatturiera non da poco, vista la complessità di questo tipo di motorizzazione per le supercar. Perché coniuga l’eccellente manualità degli addetti alla produzione di Modena con le più innovative applicazioni di robotica, automazione, software di simulazione. Perché, come vedremo meglio in seguito, potrà ospitare motorizzazioni elettriche e termiche sulla stessa base. E per accogliere powertrain così diversi sulla stessa scocca (solo con modifiche marginali..) sono stati fatti sforzi enormi e passi avanti preziosi a livello manifatturiero. Ma iniziamo il viaggio

(Filippo Astone)

Viaggio avventuroso nelle officine di Mc20

Maserati sta cambiando, una mutazione profonda della quale la nuova sportiva Mc20 è il volto più evidente e coinvolgente. Oltre a questa automobile si è sviluppato anche un nuovo motore, la cui produzione è ritornata “a casa” dopo anni di collaborazione con Ferrari. Tutto questo è nato in circa 30 mesi (un periodo molto più breve della media) ed è figlio del lavoro coordinato dei vari team – compreso quello della produzione – e dell’uso intensivo della simulazione computerizzata, che ha tagliato i tempi di sviluppo. La Mc20 è costruita in compositi e alluminio e inaugura una nuova modalità produttiva in collaborazione con aziende quali Tta – Adler Pelzer, Hp Composites, Mahle, VI-grade, Avl, Trw, Bosch Faurecia, Brembo, Continental, Baomarc, Vaccari & Bosi e Cpc. Anche la produzione è rivista, sfruttando le potenzialità estreme delle tecnologie 4.0 e di automazione, ma allo stesso tempo saldamente imperniata intorno alla maestria degli addetti.

Ritorno molto atteso

La Mc20 segna il ritorno di Maserati nel settore delle supercar ad alte prestazioni, presidiato attualmente da marchi quali Ferrari, Porsche, Lamborghini, McLaren e pochi altri. La sua anima sportiva senza compromessi si può condensare in 2 numeri: 630 Cv per meno di 1.500 kg di peso. Il motore Nettuno è un V6 turbocompresso, come detto sviluppato in casa, di 3.000 cc che sviluppa quindi 210 Cv/litro con 730 Nm di coppia. La trazione è posteriore, con il motore alle spalle dell’abitacolo, e il tempo nella scatto da 0 a 100 km/ora è dichiarato essere inferiore a 2,9 secondi. Un identikit sportivo che esclude versioni ibride, che potrebbero alterare l’equilibrio dei pesi. Una scelta radicale come l’aver previsto in alternativa una versione elettrica al 100%, che dovrebbe arrivare nel 2023 e che viene annunciata come molto prestazionale. La produzione prevede 6 esemplari al giorno e le consegne in Italia e in Europa sono iniziate da settembre ad un prezzo di listino che parte da 216mila euro. I tempi di consegna attuali in Italia sono di circa 10 mesi, per l’effetto combinato della produzione limitata e di una richiesta sostenuta. Il contingente assegnato al continente americano è stato già completamente venduto anche se le consegne non inizieranno che alla fine dell’anno.

Il motore Nettuno

Una produzione che torna a casa

La Mc20 rappresenta nello stesso tempo il ritorno ad un segmento storico per Maserati e l’inizio di una nuova era produttiva. Il tasso di produzione in house è aumentato molto, dato che prima della Mc20 le Maserati Granturismo e Grancabrio erano fabbricate in stretta collaborazione con Ferrari, che forniva le scocche già verniciate e i powertrain, prodotti su specifica: finitura e assemblaggio finale erano compiuti in Maserati. Ora a Modena c’è una nuova linea sulla quale possono essere prodotte tutte le versioni della Mc20: questa coupé e in seguito la spider e l’elettrica; anche la verniciatura viene ora fatta a Modena in sede (prima non era disponibile impianto di verniciatura in sede). È stato inoltre creato un nuovo reparto motori per produrre in casa anche il nuovo propulsore Nettuno, assemblato interamente nello stabilimento Maserati di Modena.

Collaborare dall’inizio

Dicevamo della rapidità con la quale si sono definiti, dal foglio bianco e in poco tempo, un’automobile esclusiva e il suo motore, entrambi molto prestazionali. Una missione che si è tradotta nell’inizio di una nuova era per Maserati, una rivoluzione che ha toccato tutti gli aspetti dello sviluppo e dalla produzione di un’automobile. In effetti, come spiegato da Federico Landini, Vehicle line executive sport vehicles di Maserati e responsabile tecnico del progetto Mc20, «alla vettura sono stati assegnati target sfidanti: doveva essere iconica, a motore centrale (l’ultima con questa architettura è stata la Merak del 1972-1984 e poi la Mc12 del 2004 che però era una serie limitata), capace di scendere in pista – nel progetto si è tenuto conto dei regolamenti dei vari campionati turismo – e, nello stesso tempo, poter essere guidata agevolmente nell’uso quotidiano. Per raggiungere con una certa rapidità questi obiettivi si è scelto è stato il lavoro “integrato” dei vari team – responsabili di design, prodotto, ingegneria e produzione – che hanno agito insieme partendo dal foglio bianco, una première per Maserati. Questioni come il passo di una certa misura, la necessità di avere una certa abitabilità o una procedura di assemblaggio ben definita sono state messe sul tavolo dall’inizio, per essere esaminate contemporaneamente da tutte le squadre».

Tutta nuova e con tecnologie avanzate

La Mc20 è lontana dall’essere un prodotto mass market e questo ha permesso molta libertà nella scelta dei materiali e dei processi produttivi: si è optato infatti per una monoscocca in fibra di carbonio ingegnerizzata da Dallara e prodotta da Tta (gruppo Adler Pelzer) con telai anteriore e posteriore di alluminio, integrando elementi Hi-tech come gli specchietti digitali e la strumentazione su display Lcd-Tft. Molto tecnologico anche il motore Nettuno, completamente nuovo e capostipite dell’ultima famiglia di motori endotermici Maserati, un marchio che va verso la completa elettrificazione. Il Nettuno, ad onta di una potenza specifica altissima è anche “piacevole nell’uso quotidiano”. A contribuire a questo risultato la tecnologia Mtc (Maserati Twin Combustion) che prevede una precamera sistemata nella testata. Si tratta di un piccolo volume che racchiude una delle due candele e l’iniettore ad alta pressione, una soluzione mutuata dalla Formula 1. In certe condizioni di gravoso carico motore una piccola quantità di miscela aria-benzina viene accesa nella precamera, che viene dal partner industriale Mahle, ed esce da fenditure calibrate, incendiando efficientemente il resto del carburante.

Modello virtuale, motore reale

Alta tecnologia, quindi, sia per la vettura sia per il suo motore: come si è riusciti a implementarla e arrivare alla produzione in circa 2 anni e mezzo? La risposta è da cercare sia nel già citato lavoro di squadra integrato sia nella simulazione computerizzata spinta a livelli estremi. Come spiega Landini: «Il sistema Virtual Vehicle Dynamics Development, che include un simulatore dinamico tra i più avanzanti al mondo, è stato sviluppato internamente al Maserati Innovation Lab ed è basato su un sofisticato modello matematico, chiamato Virtual Car, sviluppato internamente». I simulatori tradizionali erano basati su una virtualizzazione semplificata del veicolo che prevedeva le sospensioni rappresentate dalle loro caratteristiche elasto-cinematiche, un modello rigido della scocca e un motore ‘virtuale’. Il responsabile della Mc20 ha raccontato che «con il team ci siamo detti: completiamo questo modello inserendo gli pneumatici, il telaio (considerato non rigido ma con i suoi parametri, quali la rigidezza torsionale e simili) e il motore reale. Questa configurazione implica una ‘manutenzione’, ossia una correlazione con i dati reali per essere allineato con il veicolo reale e i suoi componenti, che possono anche cambiare durante il processo di sviluppo. Un’impostazione di questo tipo ci ha aperto nuovi mondi perché se il modello comprende motore e il telaio reali posso farmi un’idea molto precisa del comportamento della vettura: affrontando una curva, per esempio, questo sistema mi fa capire se il limite arriva dallo pneumatico o dalla torsione del telaio».

Maserati Innovation Lab

Banco a rulli, computer e pista

L’evoluzione della Virtual Car ha portato a un modello misto: il simulatore virtuale che ‘gira’ in pista o su strada è connesso, con fibra ottica veloce, con un banco a rulli nel quale l’automobile reale ‘percorre’ lo stesso tracciato. La prova confronta quindi il modello con l’auto e il motore reali al banco. Comprensibilmente, «la prima fase dello sviluppo di questo sistema è stata molto impegnativa in termini di energia e superamento di difficoltà ma i risultati ci hanno premiato e un domani questo ci porterà a reazioni più veloci perché potrò fare sessioni di test di notte, la domenica e non sarò condizionato dal meteo o dalle temperature. In 1 ora posso ‘provare’ in 10 piste sparse per l’Europa». Landini ha enfatizzato come questa metodologia abbia inoltre consentito di proseguire nello sviluppo anche durante i lockdown causati dalla pandemia da Covid-2019. Landini ci ha inoltre detto che oltre al banco a rulli, che permette di valutare i carichi longitudinali (frenate e accelerazioni), le sollecitazioni sulla trasmissione e il carico motore, è collegato al simulatore anche un banco-sterzo che simula i carichi sullo sterzo e sulle sospensioni anteriori. L’orizzonte è un banco a rulli che possa valutare anche le sollecitazioni indotte dalla sterzata. La domanda provocatoria riguardo l’affidabilità di uno sviluppo simulato al 97% ha ricevuto una risposta precisa: «il sistema è attendibile: come da tradizione in Maserati abbiamo compiuto una nutrita serie di test su strada, i risultati dei quali hanno confermato la bontà del modello Virtual Car. Faccio un esempio: quando sono andato in Svezia per le prove nei climi estremi non sono andato a completare lo sviluppo, ho dovuto solo convalidare i risultati dello sviluppo stesso». Vedremo più in avanti come sono strutturati il simulatore e il banco sterzo.

Tool di sviluppo, produzione e controllo

Uno strumento potente come Virtual Car, sviluppato in Maserati, si presta anche a impieghi simili a quelli di un Digital Twin (anche se è un tool diverso), quali il verificare gli effetti del tempo e dell’uso. Landini cita «le sospensioni, collaudate durante test che hanno accumulato complessivamente più di 3 milioni di km su strada. Al termine delle prove di durata abbiamo messo l’automobile al banco per misurare le curve di correzione delle sospensioni (recupero del camber, per esempio) e abbiamo inserito i dati nel modello. Abbiamo quindi verificato se il comportamento delle sospensioni rientra ancora nelle specifiche di progetto dopo l’usura del tempo e dei chilometri». Ma il modello matematico è utilizzabile anche per indirizzare la produzione a seguito di una verifica. In questo senso «Virtual Car si può usare come un tool di controllo: se le linee di montaggio non riuscissero a rispettare le tolleranze di progetto, ad esempio per l’assetto, potremmo effettuare una verifica inserendo i valori riscontrati nel modello e verificando con Virtual Car gli eventuali decadimenti prestazionali. La potenza di questa procedura è che è rapida ed è possibile lanciarla a qualsiasi ora simulando le condizioni più disparate, in pista, in autostrada ad alta velocità, sotto la pioggia. La parte di verifica e correlazione è avvenuta durante lo sviluppo, che ha tenuto anche conto della produzione. Il processo di maturazione della Mc20 ha implicato vetture in vari stadi di sviluppo che sono state usate anche per indirizzare e correggere il processo produttivo».

Strumenti evoluti

Il simulatore dinamico è stato installato nel 2018, dopo un’attenta selezione dei fornitori al termine della quale è stato scelto VI-grade, realizzato dalla divisione virtual test di Hbk, multinazionale che a sua volta fa parte del colosso inglese Spectris, tra i leader mondiali nei sistemi di musura. In quel periodo era il più potente ed evoluto del settore, sia per l’ampiezza dei movimenti che aumenta la sensazione delle accelerazioni, sia per le frequenze raggiunte. «Si trattava di un esemplare unico perché queste prestazioni sono state implementate su nostra richiesta», prosegue Landini. Il know-how acquisito dal produttore è stato poi usato in altri banchi, ad esempio quello di Bmw, e questo può essere considerato un vantaggio per tutta l’industria automotive. Il banco ha ben 9 attuatori (sono gli elementi che convertono in movimento i segnali in uscita dal computer che governa il sistema) con varie escursioni e frequenze di lavoro per riuscire a “imitare” tutte le condizioni d’uso, dalle più consuete alle più estreme. Quelli che movimentano la base sul quale poggia l’abitacolo lavorano a bassa frequenza ma hanno un’escursione di 6 metri.

Su questa base, che trasla sul piano orizzontale “poggiando” su cuscini d’aria, ne sono sistemati altri 6, con un’escursione minore ma che arrivano a frequenze maggiori, ai quali è vincolato materialmente l’abitacolo: essi si occupano dei movimenti verticali e laterali. Sotto il cockpit sono inoltre sistemati 4 shaker (dispositivi elettromagnetici che generano vibrazioni meccaniche) usati per generare le vibrazioni veloci ma a bassa intensità dovute alle microasperità del manto stradale. Questi ulteriori dispositivi sono molto utili per valutare, più che il comportamento dinamico, il comfort della vettura. Viste le alte prestazioni delle Maserati sono state inoltre adottate cinture di sicurezza attive e sedili gonfiabili. Lo scopo è di incrementare la sensazione di accelerazione ottenuta inclinando l’abitacolo: una cintura che si tende in accelerazione/frenata riesce a simulare accelerazioni longitudinali di 1,2 g e lo stesso fa un sedile che si espande da un lato per trasferire la sensazione delle accelerazioni laterali in curva. La visualizzazione di video negli specchietti dà poi il massimo realismo in situazioni nei quali si simula il traino di un rimorchio pesante, come una barca su un carrello e le relative reazioni. Dato che l’Innovation Lab è il centro di Stellantis per gli studi sulla Vehicle Dynamics, sono stati sistemati altri 2 simulatori simili a Detroit e a Belo Orizonte in Brasile in modo da poter fare le stesse simulazioni confrontandoci con i nostri colleghi in altri continenti.

Lo sterzo è reale

L’area di simulazione all’Innovation Lab di Modena consta di 2 locali, uno dei quali ospita il simulatore dinamico descritto più sopra. L’altra area è parimenti importante, dato che in essa è sistemato il simulatore statico: la vettura è ferma e ai mozzi delle ruote anteriori è collegato il banco sterzo. Non si tratta quindi di un force feedback come quello dei videogiochi, che scuote e indurisce lo sterzo con un servomotore. Un meccanismo di questo genere è insufficiente nella simulazione della complessa catena cinematica dello sterzo di una vettura reale: essa ha infatti delle isteresi, dovute essenzialmente agli elementi elastici, attriti e giochi. In Maserati si è quindi scelto di inserire gli attuatori direttamente sull’anteriore e quindi quello che percepisce il guidatore al volante è esattamente la “conseguenza” di un carico applicato alla ruota e trasmesso da una catena cinematica reale. Il banco sterzo non è integrato nel simulatore dinamico perché il suo peso, circa 300 kg, avrebbe danneggiato con la sua inerzia la reattività del simulatore dinamico. Al banco statico vengono anche provati, usando le centraline reali, i sistemi di assistenza alla guida, quali la frenata automatica d’emergenza, perché si valutano soltanto le interazioni con gli ostacoli. Il banco statico è molto utile perché permette a collaudatori esperti di raggiungere il 95% delle informazioni necessarie, un miglioramento notevole.

Materiali sofisticati e innovativi

Maserati dichiara, per la Mc20, un peso omologato inferiore ai 1.500 kg, molto ridotto quindi. Per raggiungere questo risultato si è fatto ricorso a una costruzione che usa quasi esclusivamente elementi in composito di fibra di carbonio, un cambiamento netto rispetto alle precedenti vetture stradali Maserati. Il nostro interlocutore afferma che «abbiamo usato tutti i tipi di composito per avere i materiali migliori per gli impieghi specifici. La monoscocca nasce in autoclave con tessuti in fibra di carbonio di varie grammature. Questa struttura è la stessa per tutte le versioni, comprese le prossime cabrio ed elettrica: a cambiare sono le staffe che sostengono vari componenti e, anche per esigenze omologative dei diversi mercati, le schiume strutturali. La scocca è fatta a Benevento, dalla Tecno Tessile Adler del gruppo Adler Pelzer: questa azienda fino al 2012 lavorava il cotone e oggi fornisce componenti all’industria aerospaziale e anche a Ferrari e Polestar, del gruppo Volvo-Geely.

Le porte sono fatte in carbonio a fibra corta (forged carbon) rinforzate con kevlar e alluminio. Il tetto è in carbonio e comprende 2 gusci, ottenuti con la tecnica Air press moulding. Essi vengono incollati a caldo interponendo materiale di rinforzo: in questo modo si accorciano molto i tempi di produzione rispetto all’autoclave. Esso viene fatto ad Ascoli da un’altra realtà del Made in Italy: Hp Composites è infatti attiva in settori sofisticati e vanta collaborazioni prestigiose oltre a quella con Maserati. Il cofano, che deve soddisfare a norme severe per la protezione del pedone, ha una pelle esterna in carbonio pre-preg (stuoie di fibra di carbonio pre-impregnate con resina) e l’ossatura interna in Carbon forging. Usiamo anche la fibra di vetro nelle aree dalle quali si asporterà materiale con fresatura. I pannelli interni in carbonio sono prodotti dalla Cbc di Modena mentre i telai anteriori e posteriori in Alluminio vengono da Torino. Le sospensioni usano pezzi fusi in conchiglia, cosa che permette di ottenere spessori differenti. L’acciaio è presente solo in 2 staffe ed è usato perché in quel contesto era il materiale più indicato. Anche la gran parte dei componenti del motore viene dall’Italia a siamo orgogliosi di questo. Maserati ha sempre prodotto in Italia e continuerà così».In effetti i fornitori sono per il 98% italiani, molti dei quali delle aree vicine allo stabilimento. Il rimanente 2% è legato a componenti elettronici e arriva da nomi quali Bosch, Trw e altri.

Manualità esperta e robot

Com’è facile capire l’assemblaggio di questi materiali sofisticati ha posto questioni non facilissime anche perché è necessario posizionare staffe e particolari metallici che forniscono resistenti punti di ancoraggio. Nella fabbrica di Modena sono «presenti pochi robot, fra i quali i trolley che portano le vetture da una stazione all’altra. I robot antropomorfi sono i due del reparto verniciatura – Bosch Rexroth – e quello che applica l’adesivo per l’incollaggio del tetto. Si è fatta questa scelta perché l’operazione dev’essere certificata e ripetibile il più possibile, dato che ha un effetto diretto sulle prestazioni di sicurezza. Anche l’incollaggio delle staffe di supporto è automatico perché ci permette di tenere il pezzo in posizione e temperatura ben precisa fino a che l’adesivo non polimerizza. Il resto dell’assemblaggio è rigorosamente manuale, eseguito da personale qualificato, quasi artisti: chi si cura degli interni potrebbe tranquillamente lavorare in una raffinata boutique».

Elettrico e termico sulla stessa base

Si sa già che la Mc20 sarà prodotta anche in versione spider ed elettrica: è naturale chiedersi come la stessa scocca possa accogliere powertrain così diversi con modifiche marginali. La risposta è stata lineare: «si ritiene che le elettriche richiedano una piattaforma dedicata ma questo è vero solo in parte: se si sa dove si vuole arrivare, partendo dal foglio bianco ed essendo disposti a qualche sforzo in più, si può progettare una piattaforma polivalente. Il gruppo del climatizzatore, per esempio, è studiato per lasciare posto al motore elettrico anteriore, che sulle versioni endotermiche non c’è». Il compito sarà comunque stato facilitato dal progettare una vettura di nicchia: nel mass market vediamo infatti una grande maggioranza di piattaforme dedicate. Landini ha confermato che «la Mc20 elettrica avrà un’architettura a 3 motori, 2 dei quali al posteriore, e sarà un riferimento anche in questo settore, un’automobile con il Dna 100% Maserati». Si sa che il powertrain elettrico sarà progettato internamente, sfruttando le competenze del Maserati Innovation Lab, e avrà un’architettura a 800 volt, ricarica fino a 300 kW e avanzati inverter con dispositivi di potenza al carburo di silicio.

Un futuro elettrico ma il presente è saldamente del Nettuno

Maserati è l’unica marchio veramente luxury di Stellantis e ci chiediamo se ci saranno travasi da e verso il gruppo: la risposta è «tutta la tecnologia di Mc20 è esclusiva: il motore Nettuno rimarrà per Maserati così come l’uso esteso dei compositi in carbonio. Ovviamente il far parte di un grande gruppo avrà i suoi risvolti ma la connotazione Luxury di Maserati sarà preservata al 100%». Un’ultima domanda sugli sviluppi di queste sofisticate tecnologie e processi produttivi ha avuto una risposta interessante: «il motore Nettuno, sviluppato con investimenti ed energie notevoli insieme alla Mc20, darà vita ad una famiglia di altri motori. L’ormai prossima Grecale e le nuove GranTurismo e GranCabrio che potranno beneficiare delle esperienze acquisite sul motore nettuno per le rispettive motorizzazioni a combustione. Anche queste nuove vetture hanno goduto di uno sviluppo integrato, che ha previsto dall’inizio le versioni elettriche in maniera del tutto simile a quanto fatto con MC20. Anche il versatile modello di sviluppo Virtual Car sarà utilizzato estesamente e sarà sempre più un punto di forza per Maserati». (Nicodemo Angì)

[Ripubblicazione dell’articolo pubblicato il 19 novembre 2021]