A grandeza não é onde permanecemos, mas em qual direção estamos nos movendo. Devemos navegar algumas vezes com o vento e outras vezes contra ele, mas devemos navegar, e não ficar à deriva, e nem ancorados.

Oliver Wendall Holmes

22.1.19

Novos Materiais - Desafios


Olá!

Sejam bem-vindos mais uma vez ao nosso encontro no Blog “Carroceiros” de Plantão para falarmos sobre Carrocerias Automotivas e assuntos correlatos.

Construir um carro em Aço ou em Alumínio? Como as montadoras costumam tomar essa decisão?

Para fazer essa escolha, em geral as montadoras precisam considerar a motorização, a rigidez, o processo de fabricação, o peso e o custo entre muitas outras características.



Em outros países onde o volume de produção de veículos é mais expressivo, as indústrias de alumínio e aço lutam continuamente pela supremacia para se tornarem o metal de escolha na construção de carrocerias automotivas, aqui no Brasil essa “luta” ainda não é muito significativa.

Faz sentido se considerarmos por exemplo o mercado americano onde são vendidos cerca de 17 milhões de veículos por ano e onde se compra mais de 2 toneladas de chapas de metal, não há outra indústria no mundo que ofereça oportunidades de vendas de alto volume.

E essa não é uma tarefa fácil já que cada classe de metal tem características específicas que nos ajudam a otimizar os mais de 500 itens estampados encontrados em um veículo típico.



A resistência de um material é obtida em função de sua composição química aliada à sua rota de processamento termomecânico (por exemplo, conversão de uma placa espessa para uma folha fina) e subsequentes tratamentos térmicos.

Estas variáveis ​​tornam impossível afirmar se um material é sempre mais forte que outro: Por exemplo, muitos tipos de alumínio são mais fortes que alguns tipos de aço, mas raramente são destinados à mesma aplicação.

Além disso, a força não é a única consideração; o peso, a capacidade do material ser trabalhado até se obter a forma desejada, a capacidade de se unir às outras peças produzidas com outros materiais, a rigidez e o custo final representam algumas das muitas outras facetas que precisam ser consideradas.



A rigidez de uma peça é obtida em função do tipo de material utilizado na sua fabricação e da sua geometria.

A rigidez depende de uma propriedade conhecida como Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young. Esse, ao contrário do Módulo de Resistência, que pode variar de grau para grau é essencialmente constante para uma dada composição de liga, independente de tratamento térmico, processamento.

O Módulo de Young para o aço é quase de três vezes maior que o do alumínio, sendo assim uma peça de chapa de aço será três vezes mais resistente, do que fosse feita de alumínio.

Não esquecendo que a espessura e a forma da peça também contribuem para sua rigidez.



A rigidez é proporcional ao cubo da espessura.

Então, para compensar o “efeito do alumínio”, que tem um terço da rigidez do aço, uma peça de alumínio deve ser feita com 44% de espessura maior do que uma peça de aço da mesma forma.

Mesmo essa espessura aumentada em 44% oferece um potencial de economia de peso, já que o alumínio tem um terço da densidade do aço.

Para painéis de grandes dimensões, como capôs, portas, as montadoras preferem usar chapas de metal com resistência o mais alto possível para que o painel ofereça resistência suficiente á deformações.

A espessura da chapa também afeta a resistência, limitando assim o grau em que a espessura de um painel pode ser reduzida em nome da economia de peso.

As restrições de rigidez limitam ainda mais a espessura dos painéis de carroceria, por exemplo: se for muito fino, os painéis podem começar a se deformar mesmo que temporariamente, enquanto o veículo se desloca – exceto é claro que linhas de caracteres sejam adicionadas para “benefícios de estilo”.



As técnicas de junção não apresentam um obstáculo significativo, uma vez que atualmente existem várias técnicas mais econômicas para unir peças confeccionadas em diferentes materiais, que oferecem a melhor combinação de economia de custo e peso.

A rigidez de carroceria aumentada traz grandes benefícios como por exemplo melhora o manuseio e reduz o NVH. Além da rigidez inerente associada ao material e à geometria de uma peça, as características de NVH podem ser melhoradas usando folhas de polímero ou insertos de espumas leves.

A resistência ao impacto, por outro lado, está mais associada à força e nesse caso, o aço oferece uma vantagem significativa nas escolhas disponíveis.

As aplicações de novos materiais para a construção de carrocerias representam uma lacuna aberta que ainda apresenta muitos desafios e que pode trazer grandes melhorias.

Talvez o maior desafio seja mesclar a utilização destes novos na construção de veículos de médio porte, de baixo custo e grande volume de produção.

Tenham todos uma ótima semana e aproveitem bem o seu tempo ao lado daqueles que lhe querem bem.

Um abraço!



Alguma sugestão ou crítica? Mande um E-mail para O Especialista. Está gostando das postagens? Então divulgue o Blog "Carroceiros" de Plantão para os seus amigos.


6.1.19

Uma conversa olho no olho.


Olá!

Sejam bem-vindos mais uma vez ao nosso encontro no Blog “Carroceiros” de Plantão para falarmos sobre Carrocerias Automotivas e assuntos correlatos.

Antes de mais nada desejo a todos os visitantes do nosso blog um 2019 repleto de novos desafios e que todos tenham sucesso em sua caminhada individual.



Todos aqueles que já atuaram na indústria automobilística, já participaram ou ouviram discussões frequentes sobre a utilização de aços avançados de alta resistência, aumento do uso de peças de alumínio, magnésio e fibras de carbono.

Grande parte dessas discussões no setor automotivo se concentram em materiais e processos para aumentar a resistência do produto e reduzir a sua massa, me arriscaria a dizer que isso começou na engenharia de desenvolvimento de carrocerias e acabou migrando para outras engenharias responsáveis pelo desenvolvimento de outras partes do veículo.



Claro que essa nova preocupação de aumentar a resistência do produto, ao mesmo tempo reduzir a sua massa atendendo ás definições de forma do Departamento de Design, mudou significativamente o papel que o designer industrial desempenhava no desenvolvimento de novos produtos, este agora não é mais apenas um mero modelador 3D, precisa conhecer um pouco de processo e ser muito curioso; mas ainda assim, será que estamos olhando o suficiente no quesito Design do Produto para antecipar os desafios de formação adicionais que enfrentaremos na produção de novas geometrias utilizando novos materiais e novos processos?

O Design de um produto é cada vez mais valorizado em muitas indústrias de manufatura. A forma e a cor do produto afetam as percepções do cliente quanto à qualidade, funcionalidade e estilo, além é claro da durabilidade do produto.

À medida que a indústria desenvolve novos materiais, novas ferramentas e novos processos são necessários para atender às novas especificações e maior é a nossa expectativa quanto a aparência de novos produtos.

Esses problemas é claro vão muito além da indústria automotiva.




Por isso entende-se que a fase de construção de ferramentas não deveria ser tratada á parte, como muitas vezes ocorre hoje, mas sim como um elo importante no processo de desenvolvimento de produtos desde a fase inicial de definição do produto até o início da sua produção em série.

O aumento contínuo da pressão para redução de tempo no desenvolvimento de novos produtos por parte da alta direção e claro por parte da concorrência, requer uma integração mais forte do construtor de ferramentas já nos estágios iniciais do processo de desenvolvimento do produto.
Seja fornecendo inputs no sentido de viabilizar o “nascimento” do produto ou construindo protótipos em avançado que possam ser montados e testados.

No entanto, como já dito aqui, para cumprir esse papel fundamental, o construtor de ferramentas deve evoluir de um mero subcontratado para um parceiro do seu cliente apto a participar do processo de desenvolvimento do produto.

Então, seja você um desenvolvedor de produto ou um Construtor de ferramentas, que tal mudar a sua postura nesse novo ano que se inicia?

Que tal oferecer a sua expertise para aquele seu cliente que está desenvolvendo um novo produto ou por outro lado, que tal pedir uma ajuda para aquele seu parceiro Construtor de ferramentas para viabilizar seu produto?



Nós do Ingenieurbüro Lindner, agradecemos aqueles que acreditaram em nossa capacidade técnica e nos elegeram como seus parceiros no ano de 2018.

Sabemos que o caminho pela frente é árduo e estamos dispostos a manter nossa parceria em aberto para novos desafios, onde novamente levaremos alegria a muitos que precisam dos nossos serviços.

Tenham todos uma ótima semana e aproveitem bem o seu tempo ao lado daqueles que lhe querem bem.

Um abraço!



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