Materiales para carrocería y estructura de chasis

La carrocería y el chasis son partes estéticas muy importantes en los vehículos, es por esto que conocer cuáles son los mejores materiales para carrocería y estructura de chasis ayudará a que conozcamos mejor nuestro vehículo.

Peso ligero

Dado que hay un gran énfasis en las reducciones de gases de efecto invernadero, la reducción de las emisiones y la mejora de la eficiencia del combustible es el criterio más importante para una empresa de automoción. Los materiales ligeros pueden mejorar la eficiencia de combustible más que otros factores. Los experimentos revelan que el 10 por ciento de la reducción de peso puede conducir a una mejora de 6 a 8 por ciento en el uso de combustible. La reducción de peso se puede obtener de tres maneras:

• Sustitución de materiales de alto peso específico por materiales de menor densidad sin reducir rigidez y durabilidad. Por ejemplo, sustitución de acero con aluminio, magnesio, compuestos y espumas.
• Optimización del diseño de elementos portadores de carga y fijaciones exteriores para reducir su peso sin pérdida de rigidez ni funcionalidad.
• Optimización del proceso de producción, como la reducción de la soldadura por puntos y el reemplazo de nuevas técnicas de unión.

Pero el único obstáculo principal en la aplicación de materiales ligeros es su alto costo. Sin embargo, la reducción de peso sigue siendo el medio más rentable para reducir el consumo de combustible.

Efectividad económica

Uno de los factores más importantes del consumidor en la industria automotriz es el costo, que determina si cualquier material nuevo tiene una oportunidad de ser seleccionado para un componente de vehículo. El costo incluye tres componentes: el costo real de las materias primas, el valor agregado de fabricación y el costo para diseñar y probar el producto.

Las aleaciones de aluminio y magnesio son ciertamente más costosas que las de acero y hierros fundidos. Dado que el coste puede ser mayor, las decisiones de seleccionar metales ligeros deben justificarse sobre la base de una funcionalidad mejorada. Mientras tanto, el alto costo es uno de los principales obstáculos en el uso de los materiales compuestos.

Seguridad

La capacidad de absorber la energía del impacto y de ser supervivible para los pasajeros se llama "crashworthiness" de la estructura en el vehículo. En un primer momento se deben considerar dos conceptos en la industria del automóvil: resistencia al choque y resistencia a la penetración. En la definición más precisa de la resistencia al choque, es el potencial de absorción de energía a través de modos y mecanismos de falla controlados. Sin embargo, la resistencia a la penetración se refiere a la absorción total sin permitir la penetración de proyectiles o fragmentos.
Reciclaje
Las preocupaciones más importantes en las industrias como la automoción son la «protección de los recursos», la «reducción de las emisiones de CO2» y el «reciclaje». Hay algunas directrices en la Unión Europea y los países asiáticos sobre este tema. Si bien los Estados Unidos no han emitido ninguna normativa relativa a los requisitos de fin de vida del automóvil.

Por ejemplo, en el Reino Unido, alrededor de dos millones de vehículos llegan al final de su vida cada año y estos vehículos se consideran como residuos peligrosos hasta que han sido totalmente tratados. Cuando un consumidor decide no utilizar más un vehículo, existen las siguientes opciones disponibles:

• Vender todo el vehículo a otro usuario.
• Desmonte el vehículo.
• Remanufactura el vehículo.
• Recicle el vehículo para materiales.
• Deseche el vehículo a un vertedero.

Materiales

Acero

Los principales factores de selección de material especialmente para la carrocería es una amplia variedad de características tales como resistencia térmica, química o mecánica, facilidad de fabricación y durabilidad. Así que si queremos elegir un material con estas características, el acero es la primera opción. Hubo muchos desarrollos en hierros y aceros durante las últimas décadas que hicieron el acero más ligero, más fuerte, más rígido y mejorando otras características de rendimiento. Las aplicaciones incluyen no sólo carrocerías de vehículos, sino también motor, chasis, ruedas y muchas otras partes. El hierro y el acero constituyen los elementos críticos de la estructura para la gran mayoría de los vehículos y son materiales de bajo costo.

En los últimos años se han observado aumentos constantes en el uso de aceros de alta resistencia que se conocen como aceros de alta resistencia y baja aleación. Estos materiales formaron la base de Ultralight Steel Auto Body (ULSAB). La carrocería ULSAB demostró una reducción de masa del 19% en una estructura corporal que tenía una resistencia y rendimiento estructural superiores. Se lograron reducciones de masa comparables y otros beneficios para las puertas, campanas, cubierta y puertas traseras.

La principal razón para usar el acero en la estructura del cuerpo es su capacidad inherente para absorber energía de impacto en una situación de choque.

Aluminio

Hay una amplia variedad de uso de aluminio en powertrain automotor, chasis y estructura de carrocería. El uso de aluminio puede reducir potencialmente el peso de la carrocería del vehículo. Su baja densidad y alta especificidad