Por que as montadoras usam alumínio em carrocerias
O peso do veículo impulsiona diretamente o consumo de combustível e as emissões: uma redução de peso de 10% normalmente melhora a eficiência em vários por cento. Os painéis da carroçaria em alumínio reduzem a massa em cerca de 40% a 50% em comparação com os equivalentes em aço, ao mesmo tempo que proporcionam um desempenho de colisão comparável, porque as ligas modernas absorvem energia através de deformação controlada. Ligas como as folhas da série 6xxx combinam conformabilidade com resistência, permitindo formatos complexos, como argolas de porta de peça única e peças brutas personalizadas que reduzem o número de peças e juntas.
Os corpos de alumínio também resistem melhor à corrosão do que o aço, eliminando a necessidade de tratamentos-à prova de ferrugem, e o material é totalmente reciclável no final da vida útil.
Alumínio em grupos motopropulsores
O alumínio domina os componentes do trem de força. Os blocos do motor fundidos em ligas do tipo A356-são 25% a 30% mais leves que as versões em ferro fundido, mantendo a estabilidade térmica, e os cabeçotes e pistões também são de alumínio. As caixas de transmissão usam alumínio fundido de alta-pressão-para reduzir o peso do sistema de transmissão, e os trocadores de calor de alumínio melhoram a eficiência do resfriamento por meio de brasagem de parede fina. As carcaças dos turbocompressores resistem continuamente a altas temperaturas de operação, e a menor massa dos motores de alumínio melhora o equilíbrio e o manuseio do veículo.
Alumínio em Veículos Elétricos
Os veículos elétricos dependem do alumínio para autonomia e segurança. As bandejas de bateria feitas de extrusões da série 6xxx protegem as células em caso de colisão, ao mesmo tempo que adicionam significativamente menos peso por unidade de capacidade da bateria do que as bandejas de aço. Os barramentos de alta-tensão usam ligas 1xxx de alta{4}}pureza para condutividade, e as carcaças do motor em alumínio fundido fornecem blindagem eletromagnética e dissipação de calor. As barreiras estruturais absorvem a energia do impacto de forma eficiente e o teor total de alumínio de um VE típico é muito superior ao de um veículo de combustão equivalente.
Como cada quilograma economizado aumenta a autonomia, as montadoras aplicam alumínio na carroceria, no chassi, na suspensão e no interior.
Processos de Fabricação de Peças de Alumínio
A fundição sob pressão de alta-pressão produz peças complexas, como torres de choque e carcaças de transmissão, em tempos de ciclo inferiores a dois minutos. A hidroformação de chapas cria painéis de carroceria precisos com menos desperdício de material do que a estampagem convencional. A soldagem por fricção une os invólucros da bateria sem derreter o metal base, preservando a resistência. A fundição-assistida a vácuo produz peças fundidas estruturais-sem poros, e a fabricação aditiva produz suportes e componentes de suspensão otimizados para topologia-com redução substancial de peso. Esses processos são executados nas tolerâncias exigidas para linhas de montagem automatizadas.
União e Acabamento de Estruturas de Alumínio
As estruturas de alumínio são unidas com uma combinação de rebites-autoperfurantes, adesivos, soldagem por pontos e soldagem a laser. A ligação adesiva distribui as cargas e melhora a rigidez, enquanto os rebites proporcionam fixação mecânica. A preparação da superfície antes da pintura utiliza revestimentos de conversão que promovem a adesão da tinta e a resistência à corrosão. Como o alumínio e o aço corroem em contato, os corpos de vários-materiais usam arruelas de isolamento e selantes em todas as juntas de aço-com{6}}alumínio.
Tendências Futuras
Prevê-se que a percentagem de alumínio por veículo continue a aumentar à medida que as regulamentações sobre emissões se tornam mais rigorosas. Projetos de vários-materiais combinam alumínio com compósitos e magnésio para distribuição de peso otimizada, e sistemas de reciclagem-de circuito fechado reutilizam a maior parte dos resíduos de fabricação. Conceitos de revestimento auto{4}}regenerativo e pesquisas com baterias de ar-de alumínio apontam para outras aplicações. A redução de peso continua sendo o caminho mais direto para a eficiência, e o alumínio é o material de redução de peso mais maduro e{7}com melhor custo-benefício disponível em grande escala.
Perguntas frequentes
Quanto peso o alumínio economiza na carroceria de um carro?
As estruturas da carroceria de alumínio são normalmente 40% a 50% mais leves do que as estruturas de aço equivalentes, com um veículo típico usando cerca de 180 kg até mais de 400 kg de alumínio, dependendo do projeto.
As carrocerias de alumínio dos carros são seguras em caso de acidentes?
Sim. As ligas de alumínio são projetadas para absorver energia de maneira controlada, e os veículos-com uso intensivo de alumínio alcançam as melhores classificações de segurança por meio de um projeto estrutural otimizado.
Por que os gabinetes das baterias EV são feitos de alumínio?
As extrusões de alumínio fornecem resistência para proteger as células em caso de colisão, excelente condutividade térmica para resfriamento da bateria e baixo peso, o que amplia diretamente o alcance elétrico.
Quais ligas são usadas para peças automotivas de alumínio?
As classes comuns incluem chapas e extrusões da série 6xxx para estrutura do corpo, 5xxx para painéis internos, ligas do tipo A356- para peças fundidas e 1xxx de alta pureza para componentes elétricos.
Os carros de alumínio podem ser consertados como os carros de aço?
Sim, mas as reparações requerem equipamento e formação especializados, porque os painéis da carroçaria em alumínio não podem ser reparados com as mesmas técnicas de calor e soldadura utilizadas para o aço.
O alumínio automotivo é reciclado?
Sim. Sucata de fabricação e peças-de{2}}veículos em fim de vida útil são recicladas em circuitos fechados, e o alumínio reciclado utiliza cerca de 5% da energia da produção primária.
P: Quanto peso o alumínio economiza na carroceria de um carro?
Um corpo todo em-alumínio-em-branco pesa de 30 a 50% menos que um de aço; cada 100 kg economizados reduz o consumo de combustível em cerca de 0,3 a 0,6 litros por 100 km e aumenta a autonomia do veículo elétrico.
P: As carrocerias de alumínio dos carros são seguras em caso de acidentes?
Sim. O alumínio absorve a energia do impacto através da dobragem controlada e os designs modernos passam nos mesmos testes de colisão que o aço. Ligas 6xxx e 7xxx de alta-resistência são usadas em zonas de colisão.
P: Por que os gabinetes das baterias EV são feitos de alumínio?
Os gabinetes de alumínio são leves, fortes, resistentes ao fogo e conduzem calor, protegendo a bateria e auxiliando no resfriamento. Estruturas extrudadas 6061 ou 6005 com placas de piso 5xxx são típicas.
P: Quais ligas são usadas para peças automotivas de alumínio?
5xxx para painéis internos devido à conformabilidade, 6xxx para painéis externos devido à resistência e superfície classe-A, 7xxx para membros de colisão e fundido 356 ou A356 para peças de motor e chassi.
P: Os carros de alumínio podem ser reparados como os carros de aço?
Não da mesma forma: o alumínio requer ferramentas dedicadas, configurações de calor mais baixas para soldagem e rebitagem com adesivo especial. Os procedimentos de reparo do OEM devem ser seguidos; muitas oficinas agora têm certificação-de alumínio.