Lo sviluppo di nuovi materiali leggeri e ad alta resistenza è fondamentale per superare i limiti delle applicazioni di pistoni e boccole. Ad esempio, il miglioramento della composizione della lega e del processo di produzione delle leghe di alluminio può aumentarne la robustezza e la resistenza alla fatica, consentendo loro di sostituire l’acciaio in più componenti del telaio.
Allo stesso tempo, per i materiali compositi come la fibra di carbonio, un’ulteriore ottimizzazione dei processi di produzione può ridurre i costi e migliorare la riparabilità.
Inoltre, l’esplorazione di nuovi materiali compositi, come i compositi a matrice metallica, può combinare l’elevata resistenza dei metalli con le proprietà leggere dei materiali compositi per l’applicazione nella produzione di pistoni di trasmissione.
L'utilizzo delle tecnologie di progettazione assistita da computer (CAD) e di ingegneria assistita da computer (CAE) può ottimizzare la progettazione della struttura del telaio.
Attraverso metodi quali l'ottimizzazione della topologia e dell'ottimizzazione della forma, è possibile raggiungere obiettivi di alleggerimento garantendo al tempo stesso resistenza e rigidità del telaio.
Ad esempio, nella progettazione della struttura del telaio a trave del telaio, è possibile utilizzare algoritmi di ottimizzazione della topologia per determinare la disposizione ottimale del telaio a trave, eliminando materiali non necessari e garantendo al tempo stesso la capacità di carico in varie condizioni operative.
Inoltre, per la disposizione delle batterie dei veicoli a nuova energia, è possibile progettare e integrare nella struttura del telaio vassoi batteria specializzati e strutture protettive per migliorare la sicurezza della batteria e le prestazioni complessive del telaio.