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 La
reducción de peso es una constante preocupación
desde la crisis energética sufrida en los años 70.
Este cometido está, hoy en día, más presente
que nunca en la industria automovilística, fundamentalmente
por la tendencia ecologista en la que estamos embarcados.
Por esta razón, los fabricantes de automóviles necesitan
aligerar el peso de los vehículos para mejorar el rendimiento
de combustible y cumplir los requerimientos sobre emisiones contaminantes.
De forma general, un 10% en la reducción del peso permite
mejorar el consumo de combustible de un 6 a un 8%, pero los vehículos
no deben ofrecer únicamente un bajo peso, sino también
seguridad y, al mismo tiempo, precios de mercado atractivos. La
solución del problema afecta a todos y cada uno de los
elementos que constituyen el vehículo, en particular a
la carrocería, al corresponderla una parte importante del
peso final. Desde este punto de vista, se van adoptando diferentes
alternativas, difundidas por los propios fabricantes de automóviles
o por la industria auxiliar, de las cuales cabe destacar las siguientes:
Soldadura
láser
Desarrollos
de estampación a medida
Hidroconformación
Plásticos
de ingeniería
Tecnología
híbrida
Paneles
tipo sandwich
Soldadura
láser
Esta
técnica de unión cada vez tiene mayor presencia
en la fabricación de carrocerías, debido a las siguientes
ventajas.
Pequeña
y concentrada aportación de energía, que da lugar
a una mínima zona afectada térmicamente.
Excelente
resistencia estática y dinámica de las uniones
soldadas.
Penetración
profunda y estrecha.
Se
reduce al mínimo la posibilidad de alabeos y deformaciones.
No
precisa material de aportación ni posteriores tratamientos
secundarios.
No
requiere un contacto físico con las piezas a soldar,
por lo que es más sencillo llegar a zonas de difícil
acceso.
Presenta
gran capacidad de automatización y rápidas velocidades
de trabajo.
En la actualidad, la soldadura láser
se está empleando en aquellas zonas más sensibles
a la aparición de deformaciones y tensiones internas, como
techos, largueros, pases de rueda, etc., en modelos de Audi, Volkswagen,
Ford, etc.
Estampación
a medida (Tailored blanks)
Más conocida como tailored blanks, se emplea actualmente
en la industria del automóvil para la fabricación
de paneles de la carrocería, y permite distribuir el peso
exactamente donde se necesita, lográndose como consecuencia
directa, su reducción significativa.
Partiendo de diferentes láminas de metal, que pueden variar
en espesor, tipo de aleación y clase de revestimiento,
se obtiene una única pieza estampada, aprovechándose
las diferentes propiedades de cada material. Las láminas
de metal de partida se cortan con la geometría adecuada
por medio de un láser, a fi n de obtener unos bordes de
alta calidad; es decir, a escuadra, con una pequeña rugosidad
superficial y libres de óxido. A continuación, dichos
elementos se colocan correctamente, debiendo mantener sus bordes
enfrentados, firmemente en contacto y en el mismo plano, en todo
momento. Después, se unen mediante soldadura láser.
Los beneficios que esta técnica permite obtener pueden
resumirse en:
Ahorro
de peso, eliminando la necesidad de refuerzos adicionales y
reduciendo el espesor donde la resistencia no sea un factor
crítico.
Obtención,
en una misma pieza, de zonas con una mejor resistencia a la
corrosión.
Reducción
de los riesgos de cambios estructurales del material derivados
de los procesos de soldadura convencionales.
Mejora
de la seguridad de la carrocería: conseguir áreas
de baja y alta resistencia en una misma pieza, posibilitará
la creación de estructuras que se deformen de manera
óptima.
Ahorro
de costes, al reducir el número de elementos por carrocería.
Esta técnica está siendo
empleada en vehículos como el Volkswagen Golf, Peugeot
206, Alfa Romeo 156, Opel Sintra, para la fabricación de
pases de rueda, puertas, pisos, etc.
Hidroconformación
Es un proceso de conformación plástica en frío,
que emplea un fluido como medio para transmitir la energía.
Se utiliza tanto para dar forma a tubos como a paneles. Consiste
en situar un tubo con la geometría apropiada en un molde
cerrado, llenándolo seguidamente con un fluido hidráulico.
A continuación, se establece una fuerza axial en sus extremos,
a la vez que se presuriza el fluido. Así, el tubo sobrepasa
su límite elástico hasta llenar la cavidad del molde,
adoptando su forma final preestablecida.
Utilizar la presión de un fluido para estirar la chapa
en todas las direcciones produce un efecto de elongación
plástica, que causa un endurecimiento del material. Con
ello, es posible reducir tanto el peso como el espesor de ciertos
paneles. Asimismo, la conformación de un panel con la presión
controlada de un fluido permite alcanzar una excelente calidad
superficial, al evitar el contacto metal-metal.
Los elementos hidroconformados pueden sustituir piezas elaboradas
con técnicas convencionales de fabricación, aportando
las siguientes ventajas:
Reducen
la posibilidad de corrosión al eliminar soldaduras.
Permiten
alcanzar un espesor uniforme.
El
material presenta mayor resistencia, como consecuencia del trabajo
plástico involucrado en el proceso.
Permiten
la sustitución de dos piezas fabricadas de forma independiente
y soldadas entre sí, por una sola pieza sin soldaduras.
Disminuyen
el peso, al aglutinar componentes y evitar pestañas de
soldadura.
Esta tecnología puede utilizarse
en aplicaciones sobre acero y aluminio, contribuyendo a reducir
peso en las primeras y coste en las segundas.
Ejemplos típicos de su aplicación son los subchasis,
cunas de motor, traviesas-soporte de radiador, soporte-refuerzo
de paneles de instrumentos, así como pilares y refuerzos
de carrocería. Una muestra de utilización de esta
técnica es el Opel Astra G.
Plásticos
de ingeniería
La llegada de los llamados termoplásticos de ingeniería
está suponiendo una revolución en la fabricación
de paneles exteriores de la carrocería. El empleo de aleaciones
poliméricas, como PPE/ PA y ciertos plásticos como
PET reforzado con fibra de vidrio, permite obtener piezas con
una calidad óptima al final de la línea, un acabado
superficial clase A, apto para ser pintado, y estrechas tolerancias
de fabricación.
Se trata de materiales capaces de soportar temperaturas entre
170° C y 190° C sin presentar deformaciones, inestabilidad
dimensional ni variaciones en la apariencia superficial, pudiéndose
asimismo obtener resinas conductoras. Ello hace que estas piezas
puedan ser pintadas con la propia carrocería, incluida
la cataforesis, mediante un proceso de pintura convencional.
Otra posibilidad que ofrecen los plásticos es la obtención
de piezas con el color definitivo en la operación de moldeo,
evitándose posteriores tratamientos de pintura. Las ventajas
que aportan estos materiales son:
Importante
reducción de peso
Gran
flexibilidad en el diseño
Posibilidad
de aplicar la pintura en la propia línea de fabricación
Resistencia
a pequeños golpes e impactos.
Ejemplos típicos son las aletas
delanteras y traseras, paneles traseros y portones, de diferentes
modelos: Renault Clio II, Renault Mégane Scénic,
Mercedes Clase A, Smart, nuevo Volkswagen Beetle, etc.
Tecnología
híbrida
Permite combinar dos materiales distintos para la fabricación
de un mismo componente, aprovechando las ventajas específicas
de cada uno de ellos.
Este concepto está siendo utilizado de forma importante
en aplicaciones mixtas metal-plástico en la industria del
automóvil, con resultados satisfactorios. El acero aporta
resistencia y ductilidad y el plástico, rigidez y posibilidad
de conformación.
La técnica consiste en un proceso de moldeo por inyección.
Previamente se ha situado en el molde un elemento metálico
estampado, inyectándose a continuación la resina
que fluirá entre el metal, dando lugar a una íntima
unión mecánica entre ambos. El resultado final será
una sola unidad integrada.
Las principales ventajas de la construcción híbrida
son:
Menor
peso que en la construcción de acero convencional.
Buenas
propiedades estáticas y dinámicas.
Muy
apropiado para aplicaciones que requieran alta resistencia y
rigidez.
Alta
estabilidad estructural.
Gran
potencial de integración en el resto del vehículo.
Amplia
libertad en el diseño.
Ejemplos a destacar en su aplicación
son los frentes del Audi A6 y del Ford Focus.
Paneles
tipo sandwich
Este nuevo concepto de material estructural
está formado por un corazón o núcleo sólido,
encargado de aportar la rigidez, recubierto por dos finas láminas
metálicas, que proporcionan la resistencia al conjunto.
Se desarrollan principalmente dos tipos de paneles, uno basado
en aluminio y otro en acero. El primero está indicado,
entre otros usos, para la fabricación de techos rígidos
en modelos convertibles.
El segundo comparte las mismas posibilidades de conformación
que el acero, con la excepción de que no puede soldarse.
Puede encontrarse en elementos tales como alojamiento de la rueda
de repuesto, chapa del salpicadero, etc. El taller de reparación
debe convertirse, pues, en un verdadero centro tecnológico,
con profesionales, no sólo cualificados, sino también
receptivos y dispuestos a emprender nuevos retos.
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Carrocería
Soldadura
láser 
Área de Carrocería.