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!
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sugestão ou crítica? Mande um E-mail para O Especialista. Está gostando das
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