15.10.18

Vedação de Cavidades na Carroceria


Olá!
Obrigado mais uma vez por visitarem o Blog “Carroceiros” de Plantão, para falarmos sobre carrocerias automotivas e outros assuntos correlatos.

Antes peço desculpas pelo atraso na postagem dessa semana, estivemos ocupados atendendo a um cliente do nosso escritório e infelizmente não nos sobrou muito tempo para fazer uma postagem de qualidade que o nosso leitor merece.


Procuraremos seguir o padrão de publicar nossas postagens sempre aos domingos, como fazíamos alguns anos atrás.




Voltando ao nosso tema central, acredito que poucas pessoas já tenham tido a oportunidade de ver a carroceria de um automóvel, sem os penduricalhos de sempre: Motor, eixos, rodas, carpetes, painéis de porta, bancos, chicotes elétricos e etc.
É horrível eu sei! Cheio de furos de diversos tamanhos e formatos, cavidades dos mais variados tamanhos, difícil acreditar que algo tão sem graça se transforme num objeto de desejo para marmanjos de 20 á 100 anos.
Mas então porque fazer um carro com tantos furos e cavidades? Porque uma carroceria não tem um design limpo?




As cavidades são em sua maioria resultado de como as peças são montadas e soldadas entre si, basicamente o projetista de carroceria busca unir as peças de forma que estas garantam a rigidez de carroceria determinadas pelo projeto e a melhor forma para isso é o de uma caixa; fora isso ele precisa atender também algumas solicitações para criar superfícies que atendam requisitos de outras peças que nela serão fixadas e o resultado na maioria das vezes é um pouco gritante.

Basta reparar nas longarinas dianteiras e traseiras, travessas de bancos, colunas A e B, painel traseiro, longarinas superiores, todas têm a forma de uma caixa basicamente e na maioria das vezes estão ligadas a outra estrutura semelhante.



Os furos têm diversas funções, alguns são para posicionar as peças quando na formação dos subconjuntos e conjuntos de carroceria, outros auxiliam no posicionamento da carroceria durante o processo de fabricação, alguns são para entrada e escoamento de liquido quando na preparação da carroceria para pintura, e outros para fixação de chicotes elétricos, cintos de segurança, painéis de revestimentos, airbags e etc.

Mas as cavidades propiciam a propagação de ar e ruído, água e poeira para o interior das estruturas de carroceria e por isso há muitos anos tem sido praticado o uso de enchimentos.

Durante a década de 1990, duas tecnologias surgiram para permitir uma vedação de cavidade mais robusta e eficiente: os Baffles feitos de materiais expansíveis reativos ao calor e espumas de poliuretano expansível quimicamente reativas (PU).



Os Bafles são peças pré-formadas que incluem sistemas baseados em termoplásticos que incorporam um selante termoplástico reativo ao calor que é aplicado á um suporte de aço ou nylon;  estas peças são aplicadas durante a montagem dos subconjuntos que posteriormente formarão  a carroceria.

Os projetos dessas peças variam em complexidade, desde extrusões simples de selantes reativos a calor aplicados a peças moldadas por injeção de duas tomadas altamente projetadas, nas quais o nylon do inserto transportador é disparado na ferramenta e o selador é moldado em um processo totalmente automatizado.

Já os projetos baseados em borracha geralmente incluem uma coextrusão de selante reativo ao calor com um adesivo sensível à pressão ou uma extrusão de selante reativo ao calor com um pino de pressão aplicado para fixação á carroceria.

O funcionamento é relativamente simples:






Após a carroceria armada passar pelo banho de Galvanização esta segue para uma zona aquecida, para curar o revestimento galvânico, nessa fase os baffles não podem ser ativados,  depois a carroceria segue para o Banho de KTL ( veja o post Corrosão),   onde novamente passará por uma outra zona aquecida  para cura do KTL em uma temperatura superior ao da fase anterior. Nessa fase do processo , o material do selante se expande com a exposição ao calor para formar uma vedação completa das seções transversais da cavidade nas quais foram aplicadas.



É interessante dizer que as taxas de expansão podem variar de várias centenas a 2000% ou mais.

No caso das espumas de poliuretano o processo é um pouco diferente.

Selador e primer são então aplicados no deck de selagem ou na área de pintura após a carroceria passar pela pintura e secagem. Um operador utilizando uma pistola de aplicação que faz a mistura dos dois componentes distribui o material PU como um líquido em áreas específicas da Carroceria. Uma reação exotérmica ocorre quando o material é aplicado a cada seção da cavidade, o que faz com que o material comece a gelificar e se expandir em aproximadamente 4 segundos. Essa reação exotérmica é o mecanismo de cura dos sistemas de preenchimento de cavidades de espuma de poliuretano de dois componentes.

Comparativamente a espuma de poliuretano apresenta uma maior taxa de expansão em relação aos Baffles, mas é necessário controlar o fluxo do produto na estrutura do corpo para evitar o enchimento excessivo da seção da cavidade e gastos desnecessários. A prioridade é garantir a vedação completa da cavidade com uma quantidade mínima de material aplicado.

Em ambos os casos os materiais apresentam pouca ou nenhuma retração durante ou após o processo de cura.



No entanto, absorção de água é uma métrica chave para tecnologias de preenchimento de cavidades, particularmente quando aplicada em regiões inferiores da carroceria. A exposição por um período longo e a absorção de água podem levar a problemas de corrosão. Os Baffles apresentam os menores índices de absorção de água, seguidos pelos defletores feitos à base de borracha e, finalmente, os sistemas de espuma a granel.

Com base no volume de material necessário para selar uma seção, as espumas de poliuretano demonstram um desempenho acústico mais alto em baixas frequências, enquanto os Baffles expandidos apresentam melhor desempenho em médias e altas frequências.



A título de curiosidade, segundo o site Million Insights, o tamanho do mercado global de materiais, anti ruído, anti vibração e aspereza automotiva (NVH) foi estimado em US$ 8,02 bilhões em 2015 e deve atingir US$ 13,09 bilhões até 2025. Com base nas tendências passadas e na experiência de utilização por parte das montadoras, os veículos comerciais de grande peso deverão ser o setor onde mais crescerá o emprego desses materiais.
Tenham todos uma ótima semana, aproveitem bem o seu tempo ao lado daqueles que lhe querem bem.

Um abraço!


carroceria.2008@gmail.com

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1.10.18

Tamanho ou Peso?


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



Primeiro gostaria de agradecer á todos as mensagens que recebi ao longo da semana passada, algumas desejando um bom retorno, outras reclamando pelo extenso período que ficamos afastados e claro algumas já contendo perguntas que responderemos ao longo da semana ou se for o caso, transformaremos em posts.



Anos atrás, no post Zona de Deformação, procuramos explicar como o Engenheiro Projetista de Carrocerias consegue gerenciar as forças geradas quando num impacto, para que estas sejam absorvidas no interior da seção frontal do veículo, sem que essas sejam diretamente transmitidas aos ocupantes, evitando assim a intrusão ou deformação do habitáculo da carroceria.

Recentemente uma discussão se aflorou nos Estados Unidos onde alguns órgãos governamentais afirmavam que os veículos fabricados pelas Montadoras daquele país seriam mais seguros por conta de uma proposta de regulamentação para economia de combustível e padrões de emissão de gases de efeito estufa para veículos leves que forçariam os carros á serem mais leves.

Não demorou muito e uma enxurrada de opiniões contrarias caiu; os principais especialistas em segurança automobilística afirmam que o tamanho (e não o peso!!!), é o fator de segurança mais influente, já que veículos maiores proporcionam aos ocupantes mais espaço em um acidente e as Zonas de deformação podem ser melhor dimensionadas.



Os céticos rebatem dizendo que a utilização de materiais mais leves, mas altamente absorventes conjugados com um design inteligente, produziu exemplos de sucesso como a  pick up F-150 da Ford e o Chevrolet Malibu, classificado com 5 estrelas, sem contar  que há outros inúmeros exemplos de veículos reprojetados  rodando nas estradas americanas hoje, mantendo ou aumentando suas classificações de segurança.

Mas isso não é bem verdade quando se compara o modelo atualizado/melhorado com o anterior nota-se que que não é apenas a redução de peso que conta, muitas montadoras além do upgrade de matéria prima, implementaram novos airbags de acionamento mais rápido, incluíram air bags laterais; sistemas de frenagem automático, sistemas anti crash, etc.,  o fator tamanho é sim importante.




Várias propostas tais como a utilização de materiais leves e de alta resistência no lugar dos materiais convencionais, têm o potencial para reduzir o peso, melhorar performance do veículo e  reduzir a emissão de gases, sem alterar as características do veículo e mantendo ou possivelmente melhorando a força estrutural do veículo, mas as montadoras por ora não estão 100% focadas nos veículos ditos pequenos.

Estima-se que em mais de 95% dos caminhões leves fabricados nos EUA podem ter o peso reduzidos com segurança e consequente conseguir expressiva melhora no consumo de combustível e emissão de gases.



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

Um abraço!


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