Promocione sus productos o servicios con nosotros
Febrero de 2015 Página 1 de 3

El acero se convierte en aluminio

Robert Schoenberger

La transición del acero al aluminio es una realidad en los procesos de manufactura de la industria automotriz que busca los beneficios de la reducción de peso.

Desde la introducción de esta tecnología en la década de 1980, las placas de metal hechas a la medida ahorraron millones de toneladas de acero a los fabricantes de automóviles. La combinación de hojas de acero delgadas y gruesas, estampadas en la forma requerida en las líneas de prensado, soporta partes estructurales complejas en la mayoría de los automóviles y camiones.

Las placas hechas a la medida les permiten a las empresas producir paneles de puerta más fuertes y gruesos donde tienen que absorber daños por choques, pero delgados en el resto de la pieza, lo que reduce la utilización de metal y disminuye el peso en los vehículos. Pero se trata de una tecnología que nació para el acero y las placas a la medida son mucho más difíciles de hacer con otros metales, lo cual se ha convertido en un problema para diseñadores y fabricantes conforme hacen su transición de acero a aluminio en la producción de muchas partes.

En Shiloh Industries, empresa fabricante de placas, creen tener ya una solución: las partes de aluminio soldadas con láser que se comportan como sus contrapartes de acero en las prensas de estampado. “Estamos desarrollando esto ahora, pero no porque nos lo estén solicitando. Esta es nuestra manera de pensar sobre el rumbo que está tomando la industria ―comenta Bernhard Hoffmann, director ejecutivo de ingeniería de aplicación de la empresa establecida en Valley City, Ohio―. Nuestros clientes, conforme transitan al aluminio, van a ir necesitándolo. Tenemos que estar listos para esto y contar desde ya con pruebas y validaciones hechas”.

Menos metal igual a menos peso

Durante décadas, los fabricantes de automóviles han empleado placas de acero soldadas con láser para colocar pequeñas cantidades de acero pesado de alta resistencia en medio de los cuerpos estructurales, rodeando el metal con porciones delgadas de materiales menos costosos. Hoffmann estima que el panel de una puerta interior ―la porción del ensamble de la puerta que añade al vehículo estructura y protección contra choques―, pesa alrededor de 21 libras cuando se hace de láminas de acero de un solo espesor. Las placas de acero soldadas con láser lo reducen a aproximadamente 17 libras, es decir, 20 % de ahorro por puerta, por carro.

El simple cambio de acero a aluminio genera un gran ahorro en peso. Con el aluminio, los paneles de las puertas internas hechas de metal de un solo espesor, agregan alrededor de 9 libras al vehículo, casi la mitad de lo que añade una puerta interna de acero hecha con placas soldadas por láser. Sin embargo, el aluminio es tres veces más caro que el acero, por lo que la reducción de peso se traduce en un incremento en el costo.

Shiloh ha empleado su tecnología de soldadura con láser en paneles de aluminio para puertas de prueba, lo que ha traído consigo una reducción de peso de hasta 7,6 libras por puerta interior, lo que significa 16,2 % menos que una parte de aluminio con espesor uniforme. Hoffmann explica que “debido a que el aluminio es más caro, esta tecnología resulta más valiosa para considerarla como una opción”.

Por otro lado, no todo el metal está en el panel final de la puerta del carro. Alguno se corta de las hojas durante las fases de troquelado, estampado y formado. Al cambiar de estampados de un solo espesor a placas soldadas con láser, se disminuye del total de 17 libras de material empleado de aluminio a alrededor de 15 libras, una reducción de 17,7 %. Las ocho libras de material cortado en un vehículo de cuatro puertas pueden agregar ahorros significativos si consideramos una producción de más de 100.000 autos o camiones.

Conforme los fabricantes hacen un balance de sus costos en peso, en relación con sus costos en materiales, las tecnologías para minimizar la cantidad de aluminio requerido por parte, son en verdad bienvenidas. Hoffmann añade que “si observamos los ahorros en el costo por libra (la soldadura con láser) se convertirá en una opción más viable que los estampados monolíticos”.
 
Precisión con aluminio

El problema con la creación de placas de aluminio formadas a la medida, radica en que este metal no resulta tan amigable para los procesos, como el acero. Tanto en la soldadura como en el estampado, el melindroso aluminio requiere nuevos procesos de manufactura.

“Las diferencias principales entre el trabajo con acero y con aluminio, indican que cuando se suelda con acero, este se hace martensítico, lo que incrementa su dureza de manera sustancial ―explica Hoffmann―. Cuando se suelda aluminio, se cambia el tamaño del grano y se hace mucho más suave”.

Acerca del autor

Robert Schoenberger

Editor de la revista TMV
x

Sección patrocinada por

Otras noticias de Automotriz

Documentos relacionados