A espinha dorsal do veículo, ou seja, o chassi do carro, é o que depende para ser estruturalmente sólido e projetado com precisão. Ele pesa uniformemente os eixos, estabilizando assim o manuseio e maximizando o desempenho. Também absorve e dissipa a energia do impacto através de zonas de deformação projetadas e protege o ocupante de lesões. Também serve como base que ancora sistemas de chave natural, incluindo suspensão, transmissão, e direção, com alinhamento e rigidez durante o estresse.
O design do chassi do carro afeta a eficiência e a agilidade do combustível porque permite a integração de materiais leves com durabilidade. Então, o seu papel não é apenas apoiar, mas também definir os contornos da segurança, usabilidade, e desempenho dinâmico. Abaixo está para revelar a capacidade da ShanenTech de fabricar componentes de chassis de automóveis, juntamente com a eficiência de fabricação, escolha de materiais, e tendências de produção.
Materiais usados em componentes de chassis de automóveis
Aço em componentes de chassis de automóveis
A maioria dos chassis de carros usa aço porque é forte o suficiente e absorve a energia do impacto de forma eficaz. Um exemplo de baixa liga de alta resistência (Hsla) aço, como trilhos de estrutura e travessas, está com uma boa relação peso-resistência. A chave para o aço é a sua capacidade de ser reciclado: na verdade, sobre 85 por cento de aço automotivo é reciclado anualmente. Também, sua economia permite que seja ideal para grandes volumes, produção de chassis pesados, por exemplo, aqueles encontrados em caminhões e SUVs.
Alumínio em aplicações em chassis de automóveis
Alumínio, ser 33 por cento mais leve que o aço, reduz drasticamente o chassi de um carro’ peso total sem reduzir a rigidez. Por exemplo, liga de alumínio 6061 é capaz de resistência à corrosão e durabilidade à prova de bombas, por isso é mais frequentemente usado em componentes de suspensão. De forma similar, 7075 liga de alumínio, que tem uma resistência à tração maior que 510 MPA, é uma escolha popular para rodas e componentes de freio de alto desempenho. A alta absorção de energia por unidade de peso do alumínio torna-o um material indispensável na moderna engenharia de chassis.
Magnésio em chassi voltado para desempenho
As ligas de magnésio AZ91D são 75 por cento mais leve que o aço, que tem vantagens específicas em chassis leves para veículos de alto desempenho. Magnésio, no entanto, tem baixa resistência à tração, em volta 235 MPA, e, portanto, depende da liga de alumínio e zinco para propriedades mecânicas. Ainda, supera os limites mecânicos para se destacar em aplicações de nicho, como colunas de direção e estruturas de painel, onde a economia de peso mais do que compensa as falhas.
Compósitos em chassis de automóveis avançados
O design do chassi do carro de última geração foi atualizado com plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP). Os CFRPs têm uma relação resistência-peso superior a 10 vezes o do aço e são necessários na fórmula 1 e chassis de nível aeroespacial. Vejamos o chassi monocoque de fibra de carbono da McLaren, que pesa 75 kg e oferece os mais altos níveis de rigidez. Apesar de seu custo, os compósitos têm um desempenho incrível quando usados em componentes de chassis em veículos de corrida e de luxo.
Principais processos de fabricação de componentes de chassis de automóveis
Fabricação de chapas metálicas para chassis de automóveis
Para produção de chassis de automóveis, a fabricação de chapas metálicas em todos os processos é indispensável. Devido às tolerâncias restritas do corte a laser (digamos ±0,1 mm), é possível moldar componentes complexos, como suportes de suspensão, precisamente. O corte a plasma pode atingir velocidades de corte de até 500 mm/min, o que é aceitável mesmo para materiais substanciais, como travessas.
Ainda, para peças simples como trilhos de estrutura, tosquia, embora menos preciso, funciona, reduzindo custos de produção. Os componentes do chassi podem ser formados e dobrados usando dobradeiras até 600 capacidade de toneladas, fornecendo ângulos agudos sem comprometer o material. A produção em alto volume de peças idênticas, como braços de controle, pode ser possibilitada pela estampagem com matrizes com tolerâncias na região de ±0,2 mm. A soldagem MIG une materiais em superfícies de suporte para conexões robustas, e a rebitagem é melhor para peças leves compostas e de alumínio que exigem integridade estrutural.
Usinagem CNC na fabricação de chassis de automóveis
O chassi do carro não seria possível sem a usinagem CNC devido à sua alta precisão e flexibilidade. Tolerâncias de até ±0,01 mm podem ser criadas fresando em subconjuntos complexos de elementos tubulares do chassi, e perfuração, com capacidades de até 15,000 RPM, pode ser usado para garantir que os furos sejam colocados com precisão para rebites em áreas tensionadas. Também, componentes de direção e suportes de suspensão que contribuem para a estabilidade do desempenho são criados por meio de curvas.
Pegar, por exemplo, cada vez que você recorre às máquinas CNC para trabalhar em peças de alumínio, você consegue uma redução de peso sem perder força. A capacidade do CNC de trabalhar com magnésio e materiais compósitos também oferece aos fabricantes uma relação peso/resistência superior. Esses cortes reduzem enormemente os erros de produção de chassis de automóveis, ao mesmo tempo que aumentam a segurança e a eficiência..
Fundição sob pressão em componentes de chassi de carro
Por último, mas não menos importante, fundição sob pressão de componentes complexos de chassis de automóveis, incluindo elos de suspensão e trilhos de estrutura, é facilmente realizado. Ao injetar metal fundido em moldes de alta precisão, os acabamentos superficiais bem-sucedidos podem ser tão lisos quanto Ra 1.6 µm. Ele também suporta paredes finas (tão pouco quanto 1 mm de espessura) projetos, peso caindo sem sacrifício de força.
Ainda, a fundição sob pressão é limitada a componentes menores do chassi, com limitações no tamanho do molde e nas taxas de resfriamento. Um exemplo de peças otimizadas para esse processo são os suportes de torres de choque e carcaças de transmissão., com um elemento fundido de magnésio mais leve que um exemplo de alumínio. Embora tenha deficiências, a fundição sob pressão tem muito sucesso na produção de alto volume e é capaz de esticar as taxas de produção a um excesso de 500 partes por hora.
Acabamento de superfície para componentes de chassi
Anodizando
Altamente desejável é a anodização dos componentes do chassi do carro em alumínio, que cria uma camada de óxido durável. Proporciona maior resistência à corrosão, particularmente em áreas costeiras ou industriais com alta umidade. Como exemplo, o alumínio anodizado nas travessas do chassi pode tolerar até 3,000 horas de exposição à névoa salina. O que é mais, a anodização local melhora a emissividade térmica e, portanto, a dissipação de calor em veículos de alto desempenho.
Pintura
A tinta atua como uma barreira contra fatores ambientais que atingem as superfícies do chassi do carro. Em ambientes corrosivos, diz-se que essas tintas especiais com primers de fosfato de zinco prolongam a vida útil. O acabamento de poliuretano em chassis de aço é um exemplo de resistência aos raios UV, mantendo a flexibilidade sob expansão térmica. Mais, sistemas multicamadas aumentam a adesão e a resistência à abrasão.
Galvanizando
Refere-se ao uso de uma camada de zinco em componentes de aço do chassi do carro para resistência à abrasão e durabilidade. Idealmente, isso evita ferrugem por até 50 anos. Galvanizados por imersão a quente também são adequados para aplicações pesadas, com revestimentos mais espessos (85 para 120 μm) que protegem as peças do chassi fora de estrada contra desgaste intenso. Acabamentos mais suaves permitem que os trilhos do chassi sejam montados com precisão.
Polimento e polimento
Ele elimina micro arranhões nos componentes do chassi do carro para torná-lo mais esteticamente agradável e mais durável. Em particular, abrasivos de diamante podem ser usados para polimento com rugosidade inferior 0.2 μm na superfície das peças do chassi de magnésio, e isso reduz o número de locais de iniciação de corrosão. Adicionalmente, eles diminuem o atrito na montagem da suspensão ao polir superfícies de alumínio. Isso aumenta o desempenho sob cargas dinâmicas.
ShanenTech oferece todos os processos de fabricação de peças de chassis de automóveis. Contate-nos para detalhes.
