AVANCES TECNOLGICOS EN MATERIALES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

2013CASTRO LLONTOP, ELIZABETH FALEN JIMNEZ, MNICA DEL CARMENTORRES SANDOVAL, ELIZABETH PAULAAVANCES TECNOLGICOS EN MATERIALES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

INDICE

INTRODUCCIN2

OBJETIVOS3

CAPTULO I: AUTOMVILES4

CAPTULO II: MATERIALES Y SOLDADURAS EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 13

CAPTULO III: AVANCES TECNOLOGICOS DE MATERIALES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ...25

CONCLUSIONES36

BIBLIOGRAFA............................................................................37

INTRODUCCINLa industria automotriz naci formalmente a principios del siglo XX cuando se comenz la produccin masiva del automvil gracias al desarrollo de la lnea de produccin de Henry Ford. Adems, es una de las ms complejas de la economa moderna, principalmente debido a la gran cantidad de formas en que compiten las empresas que en ella participan.A nivel global, la importancia de la industria automotriz en las economas nacionales y su papel como propulsor para el desarrollo de otros sectores de alto valor agregado, han provocado que diversos pases tengan como uno de sus principales objetivos el desarrollo y fortalecimiento de esta industria.Laindustria automotrizse encarga deldiseo,desarrollo, fabricacin, ensamblaje,comercializacinyventade automviles, adems es una gran generadora deempleoya que adems de la mano de obra directa que requiere, influye en toda unaindustriaparalela de autopartes, por lo que la mano de obra indirecta es sumamente grande tambin.

En la actualidad se ha caracterizado por un constante proceso de reestructuracin, sobre todo durante las ltimas dcadas, con lo que se ha convertido en una de las industrias ms dinmicas de la era moderna, generadora de efectos importantes en las distintas economas en trminos de productividad, desarrollo tecnolgico y competitividad, con la finalidad de ocupar los primeros lugares en produccin y ventas en los mercados mundiales las empresas integrantes del sector han estado siempre en busca de innovaciones que les permitan fortalecer y hacer ms competitivos sus procesos productivos.Este sector en los ltimos aos ha generado una importante derrama de capacidades tecnolgicas que encuentran aplicacin en otros sectores, como son el elctrico, electrnico y aeroespacial y que, a su vez, han propiciado la generacin de cuadros tcnicos especializados.OBJETIVOS

1. Conocer la evolucin de la industria automovilstica para de esta manera identificar las principales variables en la manufactura de los mismos.

2. Describir los diferentes tipos de materiales usados en la fabricacin de automviles, as como los tipos de soldaduras empleadas en esta industria.

3. Mostrar los diferentes avances tecnolgicos en la industria automotriz y conocer la importancia de su uso en el futuro.

CAPTULO I: AUTOMVILES

Es intrnseco a la naturaleza humana hacer cualquier actividad con la mayor eficiencia y con el menor esfuerzo posible. En cuanto a moverse de un lugar a otro, una de las primeras y principales actividades del hombre, comenz por domesticar animales ms grandes y rpidos que l. El siguiente paso fue superar las capacidades de los animales empleados: las invenciones de la imprenta y las primeras mquinas complejas permitieron los primeros planos para un vehculo creado por el hombre y con la capacidad de moverse por s mismo.

1.1 ETAPAS EN LA EVOLUCIN DE LOS AUTOMVILES [ 1 ][ 2 ]

Uno de los inventos ms caractersticos del siglo XX ha sido sin duda el automvil. Los primeros prototipos se crearon a finales del XIX, pero no fue hasta alguna dcada despus cuando estos vehculos empezaron a ser vistos como algo "til".A continuacin analizaremos las etapas de evolucin de los automviles:

1.1.1 Etapa de la invencin

Nicolas-Joseph Cugnot (1725-1804), dio el gran paso, al construir un automvil de vapor, El Fardier, diseado inicialmente para arrastrar piezas de artillera. Otros inventores en otros lugares del planeta tambin comenzaron a fabricar sus versiones con mejoras, como es el caso de William Murdoch en 1774 y Richard Trevithick en 1801, este tipo de vehculos posean mejoras en lo que se refiere a manubrio, velocidades y frenos (de mano). As, con el paso del tiempo seguan naciendo versiones en distintos lugares y de manos de distintos inventores: en 1815 sali a la luz un vehculo que utilizaba aceite para propulsar el motor, una locomotora elctrica en 1838, en 1860 uno con motor a carbn y en 1870 naci uno con motor de combustin interna que utilizaba gasolina (Primer coche de Marcus, creado por Siegfried Marcus). Sin embargo, fueron ingenieros alemanes quienes desarrollaron, optimizaron y patentaron los vehculos a gasolina (Karl Benz en 1885 y Daimler & Maybach en 1889).

FIGURA 1El FardierPrimer automvil creado por Nicols Cugnot, demasiado pesado, ruidoso y temible.Fuente: Blog Inteligencia Colectiva

1.1.2 Etapa veterana

Fue en Estados Unidos y en Francia donde se haba comenzado a masificar la produccin de automviles, ya en el 1900. Fue el perodo en que se crearon las primeras compaas dedicadas a la produccin de automviles Panhard et Levassor, Peugeot y Ford.En 1910, Henry Ford comenz a producir automviles en una cadena de montaje, sistema totalmente innovador.

FIGURA 2En 1888, Bertha Benz viaj 80 km desde Mannheim hasta Pforzheim (Alemania) para demostrar el potencial del invento de su marido.Fuente: Revista inglesa BUZ

1.1.3 Etapa del latn

As nombrada por el uso frecuente del latn para las carroceras. En esta etapa la esttica de los automviles an recordaba a la de los antiguos coches de caballos.

1.1.4 Etapa de poca

La etapa de poca comprende desde el trmino de la Primera Guerra Mundial hasta la Depresin de 1929. Empezaron a vender carros que eran cerrados en vez de abiertos. Haba desarrollo el motor de combustin interna.

FIGURA 3Cadillac V-16Fuente: Taringa, La Historia del automvil

1.1.5 Etapa preguerra

En esta poca se desarrollaron los coches completamente cerrados y de forma ms redondeada. Se podra decir que ya tenan ms o menos la forma de hoy en da. En esta etapa surgen diversas innovaciones como por ejemplo un botn reemplaza el viejo pedal para encender el motor.El Plymouth 1939 introduce el primer techo convertible automtico que funcionaba con vaco. Chrysler anuncia el sper pulido un mtodo por el cual las piezas mviles del motor eran pulidas casi como espejos para minimizar la friccin.

FIGURA 41939 Plymouth Business CoupeFuente: Rant n' Rave Piss n' Moan

1.1.6 Etapa post guerra

Desde el inicio de la recuperacin de la Segunda Guerra Mundial (1948) hasta la etapa Moderna. Etapa caracterizada por el desarrollo de autos ms rpidos ms seguros y eficientes.

1.1.7 Etapa moderna

Caracterizada por el desarrollo de motores ms seguros y eficientes y menos contaminantes.

FIGURA 5Ferrari ltima generacinFuente: OLX

1.2 ESTRUCTURA DEL AUTOMVIL

Un automvil es el conjunto de sistemas que interactuando entre s lo componen. Bsicamente, un automvil se compone en carrocera, motor y chasis. El motor es el elemento que transforma el combustible (gasleo o gasolina) en movimiento, y lo trasmite a las ruedas del vehculo a travs de la trasmisin (la caja de cambios), haciendo que todo el conjunto se mueva y se desplace.

2.1.1 Carrocera [ 3 ]

La carrocera soporta todos los elementos mecnicos, elctricos y electrnicos as como el habitculo y los elementos que sirven para el confort de los ocupantes. Adems la carrocera, a travs de un buen diseo favorece la sonoridad evitando la entrada de ruidos innecesarios al habitculo. En cuanto a rendimiento, una carrocera de alto rendimiento provoca coeficientes de penetracin del aire bajos, favoreciendo la aerodinmica y reduciendo el consumo.En cuanto a seguridad podemos decir que esta es su funcin pasiva, ya que en caso de accidente deben estar programadas para deformarse de forma progresiva para absorber las consecuencias del golpe y evitar una deformacin excesiva del habitculo para proteger a los ocupantes del vehculo.Tipos de carroceras ms comunes y utilizadas actualmente en el mercado:

a) Carroceras monocasco: no son comunes en los turismos, son carroceras diseadas para los vehculos de alta competicin sobre todo en la que se reduce al mximo el nmero de elementos desmontables en el exterior.b) Carroceras autoportantes: son las utilizadas en la actualidad en los turismos. La carrocera autoportante forma un conjunto todo en uno (al igual que una monocasco) pero con la principal diferencia de que se pueden aadir elementos desmontables para favorecer la reparacin de la misma (aletas, paragolpes). Los elementos mecnicos as como los elementos de suspensin y el habitculo van sujetos todos a la carrocera.c) Carrocera con chasis independiente (para vehculo industrial): Son carroceras que poseen dos largueros paralelos, que ocupan toda la longitud del vehculo, unidos mediante travesaos. En medio de estos dos largueros se ubican los elementos mecnicos y de suspensin. En la parte superior se ubica otra carrocera que es donde se sita el habitculo. Estas carroceras ests enfocadas a soportar grandes tonelajes y no constituyen elementos de sonoridad y seguridad primordiales, no obstante, la plataforma del habitculo si va enfocada a garantizar el confort del conductor durante la marcha.

FIGURA 6Carrocera de Honda CivicFuente: Autos imgenes Axel

2.1.2 Chasis [ 4 ]

Aporta rigidez y forma a un vehculo u objeto. El chasis sostiene varias partes mecnicas como el motor, la suspensin, el sistema de escape y la caja de direccin. El chasis es considerado como el componente ms significativo de un automvil. Es el elemento ms fundamental que da fortaleza y estabilidad al vehculo en diferentes condiciones. Es una parte importante del automvil que permite el armado de los dems componentes. Algunos chasis se clasifican en chasis con riostra, chasis sin riostra, chasis con largueros, chasis sin largueros, chasis clsico, chasis compacto y chasis en organizacin.

2.1.3 Motor [ 4 ]La alimentacin es el sistema por el cual el motor toma el combustible y lo prepara para quemarlo y transformarlo en movimiento.El sistema de alimentacin consta de los siguientes elementos, el depsito de combustible donde se almacena el mismo, los sistemas de conduccin hasta el carburador o sistema de inyeccin del mismo a travs del cual se introduce en el/los cilindro/s del motor.De forma general el combustible con la bomba de combustible o directamente extrae del depsito el carburante y lo mezcla en el carburador o en la inyeccin con aire para su combustin dentro de los cilindros. Dentro de los cilindros, por medio de una chispa en motores de gasolina o por los quemadores en los motores diesel, se produce una explosin que hace que se empiece a mover una serie piezas.Este es el principio de los sistemas de alimentacin. Las proporciones y las condiciones particulares de la mezcla carburante dependen del motor.

CAPTULO II: MATERIALES Y SOLDADURAS EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

2.1 MATERIALES USADOS EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ2.1.1 Acero [ 5 ]El acero es el material predominante en la fabricacin de los vehculos gracias a sus propiedades mecnicas (resistencia y ductilidad) y tambin por su bajo coste econmico. Aunque el aluminio como los plsticos han aumentado los porcentajes en las carroceras, el acero sigue teniendo entre un 70 y 80% del peso de la carrocera.Los aceros se clasifican en funcin de su lmite elstico y podemos encontrar las siguientes clasificaciones:-Aceros Convencionales.-Aceros de alta resistencia.-Aceros de muy alta resistencia.-Aceros de ultra alta resistencia.

a) Aceros Convencionales:El acero convencional es acero dulce no aleado, laminado en frio y con bajo contenido en carbono. Gracias a este contenido en carbono tiene buena caractersticas cuando se trabaja de la deformacin por prensas, pero por lo contrario su lmite elstico es demasiado bajo. Este acero se utiliza en materiales con baja responsabilidad estructural como en aletas, paneles de puertas, portones traseros, etc.

b) Aceros de alta resistencia:Dentro de esta clasificacin se clasifican en funcin del mecanismo de endurecimiento que se usa para aumentar su resistencia.- Aceros Bake-Hardening (BH):Son aceros que han sido elaborados y tratados para conseguir un aumento del lmite elstico con un tratamiento trmico a baja temperatura .Se usa en puertas, capos, aletas delanteras.- Aceros microaleados o ALE:son aceros que se obtienen por la reduccin del tamao de los granos y en ocasiones se les suele aadir elementos de aleacin que le dan dureza. Se utilizan para refuerzos de la suspensin o refuerzos interiores y tambin para largueros y travesaos.- Aceros refosforados o aceros aleados al fosforo:Estos aceros se caracterizan porque pueden ofrecer altos niveles de resistencia o esfuerzos sometidos a la fatiga. Se utilizan la elaboracin de largueros, travesaos o refuerzos de pilares.c) Aceros de muy alta resistencia: Son aceros que se obtienen mediante un acero inicial que es sometido a un proceso especfico (tratamiento trmico) y se convierte en otro acero. Se pueden ver los siguientes aceros:-Aceros de fase doble (DP):Estos aceros se utilizan para partes estructurales como el estribo, montante, correderas de asientos, cimbras de techo, etc.-Aceros de plasticidad inducida por transformacin (TRIP):Gracias a sus buena capacidad de absorcin se utilizan para fabricar travesaos, largueros, traviesas, refuerzos pilares, etc.-Aceros de fase compleja (CP): Se caracterizan por una elevada absorcin de energa acompaada de una alta resistencia a la deformacin. Se utilizan para aquellos elementos que tienen la misin de evitar la intrusin de elementos en la zona de pasajeros y maletero.

d) Aceros de ultra alta resitencia:

- Aceros martensticos (MAR):Estos aceros se utilizan en elementos que eviten la penetracin de objetos en la zona de los pasajeros, habitculo de motor o en el maletero.-Aceros al boro o aceros born (BOR):son aceros que presentan un gran alto grado de dureza gracias al tratamiento trmico al que son sometidos y tambin a los materiales de aleacin que tiene como el manganeso ( 1`1 a 1`4 %), cromo y boro (0`005%).

FIGURA 7Estructura de acero de la carrocera

2.1.2 Aluminio [ 6 ]La seguridad, las prestaciones y el confort en el mundo automotriz hacen imprescindible el empleo de materiales ms ligeros, como el aluminio, el cual se emplea en la construccin de aviones, naves espaciales de alta velocidad y automviles de alta competicin. Actualmente, ha comenzado a usarse en la fabricacin de automviles, ya que adems de ser el metal de mayor abundancia en el planeta, presenta dos grandes ventajas:

Es ms ecolgico al ser reciclable en un 100por ciento, adems de disminuir el nivel de contaminacin ambiental gracias a que su proceso de reciclaje requiere de menor energa. Resulta ms seguro al tener una deformacin controlada en caso de impacto y un reducido peso que favorece la actuacin de los frenos.

FIGURA 8Estructura de Aluminio

2.1.3 Policarbonato [ 7 ]

Es uno de los plsticos ms resistentes y de mejores condiciones pticas, excelentes para resistir disparos mltiples; infortunadamente tiene el inconveniente de que en el espesor requerido para detener proyectiles del Nivel III, que es aproximadamente 34 mm, no se deja curvar, por lo tanto no hay que instalarlo superponindolo a los cristales originales del vehculo quedando as un espacio o cmara que tiende a opacarse por mugre, humedad o los plastificantes del mismo material.El policarbonato es muy liviano, pero en nivel superior se requieren espesores tan altos que no es practico su uso.Otra posibilidad poco usual, son los cristales templados; son buenos para detener el primer disparo, pero no tienen la forma de resistir los otros, porque se fragmenta completamente al primer impacto.

2.1.4 Acrlicos [ 8 ]

Por su mayor dureza, son bastante usados en unin con otros plsticos. No es aconsejable su uso individual, porque en el primer disparo se fragmentan produciendo esquirlas muy peligrosas para los ocupantes del vehculo. En caso de incendio es combustible y produce gases altamente txicos.Mezcla o combinacin de los de los anteriores pueden dar buenos resultados; tienen inconvenientes como:Deslaminacin, o sea que se separan unos de los otros.Distorsin ptica, por la diferencia de propiedades fsicas de los dos materiales.Dificultad o Imposibilidad de Curvar, adecuadamente el material que adquiere con el tiempo opacidad o manchas.Son frecuentes las frmulas o composiciones secretas, que ofrecen algunos fabricantes. Las mayores empresas de blindaje en el mundo usan sistemas convencionales de cristales con algo de proteccin antiesquirlas.

2.1.5 Polmeros [ 9 ]Termoplsticos ms utilizados en el automvil:

a) ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno): Propiedades:tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional, resistencia a los productos qumicos y buena calidad de las superficies.Usos:calandras y rejillas, interior del motor, estructuras de salpicaderos, tapacubos, spoilers, cantoneras.

b) ALPHA (ABS-Policarbonato):Propiedades:Presenta buenas propiedades mecnicas y trmicas, es rgido, resistente y con buena estabilidad dimensional.Usos:spoilers y cantoneras, canalizaciones, rejillas.

c) PA (Poliamida):Propiedades:se fabrica en varias densidades. Es tenaz, resistente al desgaste.Usos:rejillas, revestimientos interiores, radiadores, retrovisores.d) PC (Policarbonato):Propiedades:son materiales rgidos y duros con una excepcional resistencia al impacto. Son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor.Usos:paragolpes, revestimientos interiores, de posos de rueda.

e) PE (Polietileno):Propiedades:es el polmero de mayor produccin. Es resistente a los productos qumicos y a las elevadas temperaturas, tiene una gran resistencia a la traccin y al impacto. Es de los mejores elctricos.Usos:bateras, paragolpes, revestimientos interiores.

f) PP (Polipropileno):Propiedades:tiene idnticas aplicaciones que el "PE ad", se comporta mejor que este en altas temperaturas pero peor en las bajas. Es buen aislante y muy resistente a la traccin y a la absorcin. Es facilmente coloreable.Usos:similares al polietileno. Es el plstico ms utilizado en el automvil.

g) PP-EPDM (Etileno-propileno-dieno-monmero):Propiedades:es elstico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades elctricas. Resiste a los cidos y disolventes.Usos:paragolpes, revestimientos interiores y exteriores, spoilers, cantoneras.

h) PVC (Cloruro de polivinilo):Propiedades:resistente a la intemperie y la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que aadirle diversos estabilizantes. Es dimensionalmente estable, se colorea con facilidad y es resistente a la mayora de los cidos. Cuando se descompone, desprende humo txico de cloruro de hidrgeno.Usos:pisos de autocares, cables elctricos.

i) XENOY (PC-PBTP):Propiedades:aunque de estructura rgida, son elsticos y tienen una gran resistencia al impacto.Usos:paragolpes, retrovisores, rejillas, revestimientos de pasos de rueda.

Termoestables ms utilizados en el automvil

a) GU-P (Resinas de polister reforzadas con fibra de vidrio):Propiedades:son materiales rgidos, ligeros y de buenas propiedades mecnicas.Usos:portones, caps, isotermos.

b) GFK (Plsticos reforzados con fibra de vidrio):

Propiedades:presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. Son de una gran fuerza, resistentes a la corrosin y la intemperie y de baja conductibilidad trmica. Las resinas utilizadas pueden ser polisteres, epoxdicas y fenlicas.Debido a que tienen fibras incorporadas, no son soldables pero se pueden reparar.Usos:paragolpes, canalizaciones, salpicaderos.

c) EP (Epoxi-do) resina epoxi:Propiedades:son materiales duros, resistentes a la corrosin y a los agentes qumicos, no originan encojimiento.Usos:se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayora de las resinas sintticas.

Elastmeros ms utilizados en el automvil

a) PU (Poliuretano) y PUR (Poliuretano rgido):

Propiedades:son la base de diversos elastmeros. Poseen una excelente resistencia a la abrasin y una notable resistencia al desgarrotamiento. Son muy resistentes al aceite y la gasolina, absorben perfectamente las vibraciones, y son adems grandes aislantes trmicos.Usos:cantoneras, revestimientos interiores, asientos.

2.1.6 Caucho [ 10 ]Sustancia natural o sinttica caracterizada por su elasticidad, repelencia al agua, y resistencia elctrica. Se obtiene el caucho natural del fluido lcteo blanco llam ltex, hallado en muchas plantas; se produce caucho sinttico de los hidrocarburos.El caucho es ampliamente utilizado en la fabricacin de neumticos, llantas, artculos impermeables y aislantes, por sus excelentes propiedades de elasticidad y resistencia ante los cidos y las sustancias alcalinas. Es repelente al agua, aislante de la temperatura y de la electricidad. Se disuelve con facilidad ante petrolatos, bencenos y algunos hidrocarburos.

2.2 SOLDADURAS 2.2.1 Soldadura con has de electrones [ 11 ]La soldadura con haz de electrones (EBW) es un proceso de soldadura por fusin en el cual el calentamiento para el proceso se proporciona mediante una corriente de electrones muy concentrada, de alta densidad, que choca contra la superficie de trabajo.Ventajas:Soldadura de alta calidad con perfiles profundos o estrechos o ambos, zonas afectadas por el calor bien delimitadas y bajadistorsintrmica. Las velocidades de soldaduras son altas encomparacincon otras operaciones de soldadura continua. No se usa metal de relleno, ni se necesitan fundentes ni gases protectores.Puede usarse en profundidades de 50 mm (2 in) o ms.

Desventajas:Equipo costoso, la necesidad depreparacin yalineacinprecisasde launin, las limitaciones asociadas con laejecucindel proceso en elvaci y genera rayos X.Aplicaciones: soldadura deengranesyturbocompresor.

2.2.2 Soldadura por rayo lser [ 12 ]Lasoldadura por rayo lser(LBW, de laser-beam welding) es un proceso desoldadura por fusinque utiliza la energa aportada por un haz lser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obtenindose la correspondiente unin entre los elementos involucrados. En la soldadura lser comnmente no existe aportacin de ningn material externo. La soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicacin de presin entre estos puntos. De normal la soldadura lser se efecta bajo la accin de un gas protector, que suelen serheliooargn.Aplicaciones: Piezas de transmisiones en la industria automotriz

2.2.3 Soldadura de puntos [13]Es el proceso de soldadura ms comn de los diferentes procesos de resistencia. En este proceso, la soldadura se produce por el calor obtenido en la interfaz, entre las piezas de trabajo. Este calor es el resultado de la resistencia al flujo de la corriente elctrica a travs de las piezas de trabajo, las cuales se mantienen juntas por la presin del electrodo.Cuando se requiere de una tasa de produccin alta se hace uso de soldadores de puntos mltiples. Los soldadores de puntos mltiples tienen una serie de pistolas de operacin de aire o hidrulicas encastradas en un colector y utilizan una barra comn para el electrodo inferior. Las pistolas de soldadura estn conectadas por alambres flexibles a los transformadores individuales o a una barra de transporte comn al transformador.

FIGURA 9Soldador de punto mltiple, el cual es un soldador especial diseado como un soldador de paneles de instrumentos automotrices.

AVANCES TECNOLOGICOS DE MATERIALES EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

Uno de los principales retos de esta industria es la necesidad de desarrollar automviles que impacten menos al ambiente y a la vez cumplan con las regulaciones internacionales en la materia, cada vez ms estrictas, por ello, la industria est tambin enfocada en generar materiales ms livianos, motores ms eficientes y fuentes de propulsin que signifiquen una ventaja para el consumidor. Los automviles de bateras han probado ser muy caros y su rendimiento bajo, los biocombustibles tienen pocas emisiones de bixido de carbono, pero su produccin implica competencia por las tierras en las que se producen alimentos, es por eso que se buscan nuevos materiales que respondan correctamente a las exigencias.La integracin de nuevas tecnologas en aspectos tan importantes como el aligeramiento de piezas en la automocin es uno de los grandes retos del sector y en donde se ofrecen interesantes soluciones para la mejora de prestaciones actuales como las logradas con la utilizacin de fibras largas; cuyo enfoque ser la comparativa a nivel mecnico y otras a futuro en fase de investigacin como la factibilidad e incorporacin de nuevos materiales: fibras de carbono, nanocomposites, etc.

3.1. Resinas automotrices La movilidad es una de la mega tendencia del futuro. La industria plstica se pone a tono con esta tendencia, ofreciendo materiales que permitan reducir el peso, adems de facilitar el procesamiento, hacerlo ms econmico y reducir desperdicios.Gracias a su facilidad de conformacin y a la capacidad de reciclaje, las resinas de ingeniera desplazan a los metales ya en varias aplicaciones en los vehculos, tanto en interiores como en exteriores y en el motorLas innovaciones presentadas por los fabricantes de resina estn orientadas a incrementar la resistencia y la funcionalidad de los materiales plsticos.3.1.1. Resina XenoyLa resina Xenoy, producida porSabic, se destac por ser empleada por la aplicacin de una puerta completamente plstica, este mdulo de puerta estructural, bajo el nombre SuperPlug, y reemplaza 40 piezas separadas de metal por una pieza nica moldeada por inyeccin asistida por gas. En este caso, la resina Xenoy, que es un compuesto de PC/PBT reforzado con 30% de fibra de vidrio, hizo posible reducir en 3,3 lb el peso de la puerta que en total era de 13,2 lb, simplific el ensamble y redujo el costo en un 10%. [14]

3.1.2. Luran HH 120Luran HH 120 est siendo usado por Skoda para los exteriores de sus vehculos, se trata de una resina SAN que es un copolmero de estireno y acrilonitrilo, este material hasta ahora haba sido desconocido para la industria automotriz y puede reemplazar al PMMA (polmero termoplstico transparente), o a otros materiales estirnicos, se caracteriza por su alta resistencia a la intemperie y comparado con el PMMA, tiene mayor resistencia a la deflexin por temperatura. [14]

FIGURA 10

Resina luran hh 120

3.1.3. Resina Palapreg ECO P55-01DSM present la resina Palapreg ECO P55-01, una resina con 55% de contenido biobasado, y ExoPaXX, una poliamida de alto desempeo con 70% biobasado. De acuerdo con pruebas preliminares, las resinas satisfacen los requerimientos de desempeo de clientes actuales, y constituyen una alternativa viable para que los fabricantes automotrices cumplan sus metas de sostenibilidad. [17]3.1.4. Resina CycolacLa resina termoplstica de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) Cycolac est ampliamente reconocida como material tcnico adaptable que ofrece unas excepcionales propiedades de resistencia a las altas temperaturas, estabilidad dimensional, dureza, flujo y esttica, adems permite moldear piezas elegantes y de bajo brillo, sin tener que pintar. [14]

FIGURA 11

Resina CycolacFuente: Sabic Global, http://www.sabic-ip.com/gep/Plastics/es/ProductsAndServices/ProductLine/cycolac.html3.1.5. Resina Geloy Tiene un desempeo inherente antiesttico, con lo que se logra una apariencia ms limpia en el interior. [14]3.2. Contenedor de aceite Lanxesspresent un contenedor de aceite para camin, con una capacidad de 12,8 litros, hecho de poliamida 6 y 66, en este caso, el material Durethan constituye una alternativa para materiales como aluminio, lmina de acero y compuestos de lmina moldeados (SMC).

3.3. Arnitel PB500-HEste nuevo grado de moldeo por soplado de Arnitel copolister termoplstico (TPC) desarrollado por DSM Engineering Plastics, especial para ductos moldeados por soplado de complejo aplicaciones de conducto de aire en forma de la industria del automvil para su uso a temperaturas de uso continuo (CUT) de 130 C, la resina permite reducir costos frente a alternativas existentes, Con una dureza Shore D = 50, Arnitel ofrece una nueva libertad de diseo y una amplia gama de propiedades de los materiales que facilitan un fcil montaje y las tolerancias ms altas en la disposicin de diseo final permitiendo un ensamble ms fcil. Otra ventaja de este material sera el hecho de que permite lograr superficies internas suaves dentro de los tubos soplados y tiene buenas propiedades de resistencia a la intemperie. [17]FIGURA 12

Arnitel PB500-HFUENTE: Plastech plastics & packaging, virtual platform

3.4. Rines termoplsticos

Se han presentado los primeros rines para autos Smart completamente termoplsticos. Los rines son 30% ms ligeros que los convencionales de aluminio (un rin pesa tan slo seis kilogramos), y estn fabricados de la poliamida especial "Ultramid", de BASF. La reduccin de peso del vehculo es de 12 kg.El rin y su copa correspondiente son elementos estructurales, que han sido probados desde el punto de vista de resistencia mecnica y ya se encuentran en la etapa de empezar a producirse en forma masiva, segn lo expresado por BASF en un comunicado de prensa. [17]FIGURA 13

RINES TERMOPLSTICOSFUENTE: Artculo Informacin tcnica y deNegocios para la industria plstica

3.5. Poliamida UltramidLa poliamida Ultramid, est reforzada con fibras largas y le otorga al material alta rigidez, la posibilidad de absorber una cantidad significativa de energa durante el impacto y alta estabilidad dimensional.Faurecia, proveedor global de autocomponentes, yRhodia, productor de especialidades qumicas, han unido esfuerzos para desarrollar conjuntamente una nueva generacin de componentes estructurales de bajo peso para sillas de automviles, utilizando plsticos de ingeniera de alto desempeo con base de poliamida.

Este proyecto conjunto de innovacin con un lder mundial en componentes automotores respresenta un paso significativo hacia la introduccin de materiales y poliamidas avanzados como una alternativa competitiva del acero para aplicaciones estructurales en automviles. Los componentes estructurales de la silla, diseados por Faurecia y Rhodia, estn en una fase avanzada de desarrollo, y se espera que su produccin en serie comience en 2014.FIGURA 14

FUENTE: Interempresas.net, revista digital del plstico.

3.6. Ultrason E 2010 MRCuando se produce piezas intrincadas, como los reflectores automotrices, es de mayor prioridad contar con un material que se deje desmoldear fcilmente. BASFlanz recientemente el Ultrason E 2010 MR (MR: "mold release"), una politer-sulfona, que adems de permitir un desmoldeo fcil, puede soportar cargas mecnicas en el largo plazo a temperaturas de hasta 180C, adems, tiene una buena adhesin al aluminio.Otra ventaja del material sera su alta transparencia, de acuerdo con el fabricante, lo que le permitira ahorrar el vaporizado metlico al que normalmente se someten este tipo de piezas de forma posterior al moldeado. [16]3.7. Burbujas de vidrioLa tecnologa de "burbujas de vidrio" de 3M, que ha sido usada durante varios aos en la industria petrolera, ahora est siendo usada en burbujas de vidrio huecas, usadas como aditivos de alta resistencia en piezas plsticas. Se trata de esferas que permiten reducir el peso de las piezas plsticas, a la vez que mejoran la estabilidad dimensional y hacen los productos ms livianos, resistentes y rgidos. De acuerdo con el fabricante, la reduccin de peso posible se encuentra entre un 10 y un 20%. Tambin reduciran el alabeo y distorsin inherentes al moldeo. [19]3.8. Cinta de fibra continua Celstran CFR-TP PP GF70Ticona Engineering Polymersy la empresa automotriz suiza Rinspeed presentaron recientemente el concepto de vehculo elctrico "BamBoo", que usa la cinta de compuesto unidireccional Celstran para reducir el peso y lograr la mayor flexibilidad de diseo posible.La cinta de fibra continua Celstran CFR-TP PP GF70, de 20 mm de ancho, tiene un 70% de contenido de fibra larga en una matriz de polipropileno, y es usada debajo del automvil y en los ejes del vehculo. La cinta Celstran CFR-TP POM GF60, con 60% de contenido de fibra de vidrio en base POM, se usa para aplicaciones de interiores, como paneles de instrumentos y armazones de sillas, y la CFR-TP PPS CF60, con resina de PPS y 60% de refuerzo de fibra, se usa para aplicaciones estructurales, en lugar de barras metlicas.

3.9. Cojinetes piezocermicos Las vibraciones en el interior de un automvil en movimiento son slo un ejemplo entre muchos.Los investigadores utilizan piezocermicas, un material que transforma la energa elctrica al movimiento y a la inversa amortigua las vibraciones mediante la conversin a energa elctrica.

En la actualidad los componentes de caucho se utilizan para este propsito, pero no son absorbentes ideales de vibroacstica molestos.Como resultado, las vibraciones son audibles en el coche en forma de ruido.Los rodamientos piezoelctricos, por otra parte, son dispositivos transductores electromecnicos de energa, siendo controlados electrnicamente para contrarrestar y neutralizar estas vibraciones molestas.El resultado es un viaje tranquilo. [16]

3.10. Fluidos MagnetoreolgicosPiezocermicas no son los nicos materiales que pueden ser "inteligente".Un material alternativo de inters para los investigadores del Instituto Fraunhofer son "fluidos magneto-reolgicos."Estos fluidos contienen partculas diminutas que se alinean para formar cadenas fijas en un campo magntico.El lquido se solidifica.Dependiendo de la fuerza del campo, el fluido es difcil, viscoso o acuoso.

Se han utilizado para desarrollar un embrague de seguridad para la maquinaria para su uso en unidades de vehculos automviles o de mquinas de fresado. Durante el funcionamiento, el fluido es slido, en este estado, se crea un vnculo slido entre la unidad del cabezal de corte eje y al activar el botn de parada de emergencia se desconecta el campo magntico.La sustancia se vuelve a su estado lquido.El eje motor gira libremente.El cabezal de corte se detiene.Los desarrolladores de materiales, mecnica estructural, especialistas en electrnica e ingenieros de sistemas se renen todos los hallazgos para crear un todo coherente.Con la mejora econmica actual, los expertos de la industria esperan para ver productos adicionales basados en materiales inteligentes en el mercado en los prximos dos aos.

Aplicaciones de los Fluidos MagnetoreolgicosAmortiguadores para aplicaciones en automocin. Los amortiguadores pueden llenarse con fluido Magnetoreolgicos en lugar de aceite convencional, actuando el dispositivo con un electroimn, permite que la viscosidad del fluido (y por ende la cantidad de amortiguamiento proporcionada por el amortiguador) pueda ser variada de acuerdo a la preferencia del conductor o de manera dinmica para proporcionar control de estabilidad.

3.11. NanomaterialesLa nanotecnologa, manipulacin de la materia a escala nanomtrica, ha sido uno de los descubrimientos de mayor trascendencia en nuestros das, ya que puede aportar soluciones a todas las necesidades del sector automotriz, porque permite mejorar los sistemas existentes y dar opciones totalmente nuevas generando menores costos de produccin y precios al pblico, confort y, sobre todo, seguridad, ya que adems sus componentes sern ms amigables con el medio ambiente.Estn los beneficios de la seguridad, pues al contar con materiales ms resistentes e inteligentes ser posible evitar accidentes.

Nanoarcillas, nanotubos de carbono, fullerenos, nanofibras, nanogranos, etc. ha llevado a crear un compuesto a base de nanotubos de carbono que es 100 veces ms resistente que el acero y seis veces ms ligero que el aluminio. [18]

Compuesto de nylon con nanoarcillasSe utilizan en las bandas del engranaje de distribucin, logrando mayor estabilidad y resistencia al calor.

GrafenosSon nanotubos de carbono a los que se ha desarrollado sobre una superficie y que presentan propiedades fsicas que les hacen magnficos candidatos para mejorar los recubrimientos (corrosin, friccin, dureza, etctera); tambin son importantes los compuestos para la mejora de propiedades mecnicas y ligereza y, en un horizonte ms lejano, los dispositivos electromecnicos a escala nanomtrica que permitan el desarrollo de sensores y actuadores integrados.

Superficies antipolvoVolkswagen, la alemana, no se queda atrs, pues su equipo de investigacin en materiales persiguiendo el sueo de tener superficies libres de polvo al interior y exterior de los autos ha iniciado proyectos para lograr superficies antipolvo e impermeables; adems, est aplicando nanocompuestos a parabrisas, ventanas y espejos para evitar que se empaen bajo ciertas condiciones climatolgicas y busca crear un cristal que automticamente elimine el efecto de horno que ocurre cuando el coche se estaciona bajo el sol.

3.11.1. Pintura con nanotecnologaEsta pintura contara con cualidades especiales, pinturas con superficie anti humedad, anti suciedad, o anti bacterias.Para que se logren estas cualidades, las pinturas se mezclaran con nano partculas que les confieren propiedades especiales, por ejemplo, si se trata de lapinturaanti humedad, permitir que el agua se deslice sobre la superficie sin mojarla, es decir gracias a estas pinturas los automviles podran estar siempre secos, incluyendo los das de lluvia. [18]

3.12. Acero de tecnologa avanzada

Con este acero se podranhace estructuras de carrocera de aceros avanzados de alta resistencia tan livianas como las de aluminio, que cumplen todas las normas de seguridad en impacto y a los costos de hoy en da.Teniendo en cuenta sus propiedades qumicas nicas, el acero puede ser formulado para satisfacer las prestaciones del vehculo, la seguridad y los requisitos de emisiones al menor coste e impacto ambiental. [15]

CONCLUSIONES

1. Se conoci la evolucin como tambin la estructura de un automvil, como conocimiento previo.

2. En la industria automotriz se hace uso de materiales metales, polmeros y cermicos que permiten obtener las caractersticas deseadas en los automviles logrando as un buen funcionamiento.

3. La industria automotriz se ha caracterizado por un constante proceso de modernizacin a nivel mundial que se ha intensificado en las dos ltimas dcadas, se ha convertido en una de las industrias ms dinmicas y ha propiciado avances importantes en trminos de desarrollo tecnolgico y competitividad

BIBLIOGRAFA

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