{"id":1663,"date":"2019-05-22T02:47:38","date_gmt":"2019-05-22T02:47:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.meetyoucarbide.com\/single-post-aluminum-alloy-the-main-force-for-manufacturing-lightweight-automobile\/"},"modified":"2020-05-04T13:12:07","modified_gmt":"2020-05-04T13:12:07","slug":"aluminum-alloy-the-main-force-for-manufacturing-lightweight-automobile","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/aluminum-alloy-the-main-force-for-manufacturing-lightweight-automobile\/","title":{"rendered":"Liga de alum\u00ednio: a principal for\u00e7a para a fabrica\u00e7\u00e3o de autom\u00f3veis leves"},"content":{"rendered":"
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Tend\u00eancia leve automotiva acompanhada por liga de alum\u00ednio<\/div>\n

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Figura 1. Altera\u00e7\u00f5es na quantidade m\u00e9dia de alum\u00ednio usado em carros europeus<\/div>\n
Hoje, o termo "leve" evoluiu da terminologia da ind\u00fastria automotiva para o vocabul\u00e1rio de alta frequ\u00eancia nas not\u00edcias da m\u00eddia. No "Made in China 2025", o peso leve tamb\u00e9m foi considerado uma dire\u00e7\u00e3o importante para o desenvolvimento da ind\u00fastria automobil\u00edstica. Simplificando, o peso leve \u00e9 reduzir o peso do ve\u00edculo o m\u00e1ximo poss\u00edvel, garantindo a for\u00e7a e a seguran\u00e7a do ve\u00edculo, melhorando assim a pot\u00eancia do ve\u00edculo, reduzindo o consumo de combust\u00edvel e a polui\u00e7\u00e3o dos escapamentos. Nos \u00faltimos anos, \u00e0 medida que os requisitos de prote\u00e7\u00e3o ambiental e conserva\u00e7\u00e3o de energia se tornaram mais rigorosos, o peso do autom\u00f3vel tornou-se uma tend\u00eancia incontrol\u00e1vel no desenvolvimento dos autom\u00f3veis do mundo. De acordo com a Associa\u00e7\u00e3o Europ\u00e9ia de Alum\u00ednio, cada 100 kg de qualidade de carro pode economizar 0,6 L de combust\u00edvel por 100 quil\u00f4metros e reduzir CO2800-900 g. O alum\u00ednio tem uma densidade de apenas 1\/3 do a\u00e7o e boa plasticidade e recupera\u00e7\u00e3o. \u00c9 um material leve ideal para autom\u00f3veis. Durante a primeira crise do petr\u00f3leo da d\u00e9cada de 1970, diante do aumento dos pre\u00e7os do petr\u00f3leo, as montadoras de todo o mundo tentaram usar ligas de alum\u00ednio para fabricar radiadores de a\u00e7o, cabe\u00e7otes e amortecedores. Efici\u00eancia do combust\u00edvel. Desde ent\u00e3o, a propor\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio nos autom\u00f3veis tem aumentado. De acordo com dados de pesquisa divulgados pela famosa consultoria Ducker Worldwide, o consumo m\u00e9dio de alum\u00ednio nos carros europeus triplicou desde 1990, de 50 kg para os atuais 151 kg, e aumentar\u00e1 para 196 kg em 2025.<\/div>\n

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Figura 2. Propor\u00e7\u00e3o de distribui\u00e7\u00e3o do alum\u00ednio automotivo europeu (140kg) (dados de 2012)<\/div>\n
Atualmente, a tend\u00eancia dos ve\u00edculos leves est\u00e1 se tornando cada vez mais feroz, e as ligas de alum\u00ednio s\u00e3o amplamente usadas em hubs, motores, radiadores e tubos de \u00f3leo. A qualidade da carroceria representa cerca de 40% da massa total do carro. Para a redu\u00e7\u00e3o de peso de todo o carro, o peso da carroceria desempenha um papel importante. De acordo com a European Body Conference de 2016 (EuroCarBody 2016), a taxa de aplica\u00e7\u00e3o da liga de alum\u00ednio alcan\u00e7ou mais da metade da qualidade de alguns modelos high-end de body-in-white (ou seja, o corpo soldado mas n\u00e3o pintado) ) Por exemplo, a taxa de aplica\u00e7\u00e3o de liga de alum\u00ednio DB11 da Aston Martin \u00e9 t\u00e3o alta quanto 86.1%, a Honda NSX (Acura NSX) de segunda gera\u00e7\u00e3o \u00e9 79.0% e a Land Rover Discovery de quinta gera\u00e7\u00e3o \u00e9 62.9%. No entanto, a aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio no corpo de modelos comuns ainda \u00e9 relativamente pequena. Segundo dados da conhecida consultoria Ducker Worldwide, a penetra\u00e7\u00e3o dos pain\u00e9is de liga de alum\u00ednio nas carro\u00e7arias foi de apenas 4% em 2015. Hoje, a carroceria de alum\u00ednio ainda \u00e9 uma tecnologia na ponta da pir\u00e2mide e \u00e9 usada apenas em alguns modelos high-end. O corpo leve \u00e9 um importante t\u00f3pico de pesquisa no desenvolvimento de fabricantes leves.<\/div>\n

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Figura 3. Distribui\u00e7\u00e3o da aplica\u00e7\u00e3o da liga de alum\u00ednio Aston Martin DB11<\/div>\n

2. Principais tipos de liga de alum\u00ednio para ve\u00edculos<\/h2>\n
Atualmente, as ligas de alum\u00ednio para autom\u00f3veis podem ser basicamente divididas em ligas de alum\u00ednio fundidas e ligas de alum\u00ednio deformadas, entre as quais as ligas de alum\u00ednio fundidas s\u00e3o usadas principalmente, representando cerca de 66%. A liga de alum\u00ednio deformada pode ser ainda dividida em chapas laminadas (18%), chapas extrudadas (11%) e uma pequena quantidade de pe\u00e7as forjadas (5%). Vale ressaltar que, embora a liga de alum\u00ednio fundido em 2016 ainda seja a principal forma de liga de alum\u00ednio automotiva, sua participa\u00e7\u00e3o caiu 8 pontos percentuais em rela\u00e7\u00e3o a 2012. Pelo contr\u00e1rio, devido ao desenvolvimento de carroceria leve, a parcela de laminados A chapa aumentou significativamente de 13% em 2012 para 18% em 2016. Ao mesmo tempo, a participa\u00e7\u00e3o de perfis extrudados e forjados n\u00e3o muda muito.<\/div>\n

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Figura 4. Compara\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio automotivas europeias em 2016 e 2012<\/div>\n

Liga de alum\u00ednio a.Cast<\/h3>\n
A liga de alum\u00ednio fundido \u00e9 o tipo de liga de alum\u00ednio mais utilizado na maioria dos autom\u00f3veis e \u00e9 amplamente utilizada em pe\u00e7as estruturais como rodas, pe\u00e7as de motores, chassis, suportes de amortecedores e arma\u00e7\u00f5es espaciais. Na ind\u00fastria automotiva, as rodas de liga de alum\u00ednio fundido s\u00e3o as pe\u00e7as que mais crescem com taxas mais altas de aluminiza\u00e7\u00e3o. Atualmente, a maioria das rodas de liga de alum\u00ednio \u00e9 fabricada por fundi\u00e7\u00e3o de baixa press\u00e3o usando a liga A356, e algumas rodas de alta qualidade s\u00e3o fabricadas por fundi\u00e7\u00e3o por extrus\u00e3o, forjamento ou fia\u00e7\u00e3o. O bloco de cilindros e a cabe\u00e7a do motor exigem boa condutividade t\u00e9rmica e resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, o que \u00e9 a vantagem da liga de alum\u00ednio. Atualmente, um grande n\u00famero de carros nacionais e estrangeiros usa blocos de cilindros e cabe\u00e7otes de alum\u00ednio, mas o ferro fundido ainda \u00e9 usado em alguns lugares onde s\u00e3o necess\u00e1rias alta resist\u00eancia e alta resist\u00eancia. Nos \u00faltimos anos, o desenvolvimento de novas ligas Al-Si-Cu-Mg-Fe e o desenvolvimento das tecnologias de fundi\u00e7\u00e3o correspondentes permitiram que as pe\u00e7as fundidas de liga de alum\u00ednio alcancem um desempenho mais alto, promovendo ainda mais a aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio nos componentes do motor, incluindo motores a diesel. Os m\u00e9todos de fundi\u00e7\u00e3o para cabe\u00e7as de cilindro tamb\u00e9m s\u00e3o diversos, como fundi\u00e7\u00e3o por gravidade e fundi\u00e7\u00e3o de baixa press\u00e3o. Al\u00e9m disso, as ligas de alum\u00ednio fundido t\u00eam sido amplamente utilizadas em pe\u00e7as estruturais, como suportes de amortecedores, baterias de ve\u00edculos el\u00e9tricos e arm\u00e1rios estruturais. Como esses componentes s\u00e3o principalmente membros de paredes finas com formas complicadas, eles geralmente s\u00e3o fabricados por um m\u00e9todo de fundi\u00e7\u00e3o de alta press\u00e3o usando uma liga de Al-Si.<\/div>\n

b. liga de alum\u00ednio deformada<\/h3>\n
Comparado com as ligas de alum\u00ednio fundido, a parcela m\u00e9dia de aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio deformadas nos autom\u00f3veis ainda \u00e9 pequena. De acordo com uma pesquisa da Ducker Worldwide, as ligas de alum\u00ednio deformadas representaram apenas 34% de ligas de alum\u00ednio automotivas em 2016 (18% para chapas laminadas, 11% para perfis extrudados e 5% para forjados). No entanto, em alguns modelos de ponta que usam um corpo todo em alum\u00ednio, a participa\u00e7\u00e3o do alum\u00ednio deformado \u00e9 muito maior do que a do alum\u00ednio fundido. Atualmente, o setor investiu pesadamente na tecnologia de pesquisa e desenvolvimento e aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio deformadas, incluindo a tecnologia de carroceria de alum\u00ednio, e sua propor\u00e7\u00e3o aumentou rapidamente. A Ducker Worldwide prev\u00ea que, devido ao r\u00e1pido desenvolvimento da tecnologia de carroceria de liga de alum\u00ednio, a aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio deformadas (especialmente chapas laminadas) em autom\u00f3veis dar\u00e1 in\u00edcio a um r\u00e1pido crescimento (como mostra a Figura 1).<\/div>\n
A liga de alum\u00ednio deformada automotiva inclui principalmente as s\u00e9ries 5xxx (tipo Al-Mg), 6xxx (tipo Al-Mg-Si) e uma pequena quantidade das s\u00e9ries 2xxx (tipo Al-Cg) e 7xxx (Al-Zn- Tipo Mg). Entre elas, a liga da s\u00e9rie 5xxx n\u00e3o pode ser tratada e refor\u00e7ada com calor, e a propriedade de moldagem \u00e9 excelente. No entanto, ap\u00f3s a forma\u00e7\u00e3o, o ponto de escoamento \u00e9 prolongado e a superf\u00edcie \u00e9 enrugada, o que afeta a qualidade da apar\u00eancia do produto e, portanto, \u00e9 usada principalmente para uma forma complicada, como um painel interno. A liga da s\u00e9rie 6xxx pode ser tratada termicamente e refor\u00e7ada pela solu\u00e7\u00e3o s\u00f3lida de Mg e Si e pelo envelhecimento da precipita\u00e7\u00e3o da fase Mg2Si. A resist\u00eancia ap\u00f3s o revestimento e a secagem \u00e9 aprimorada e a resist\u00eancia do dente \u00e9 alta, o que \u00e9 adequado para os requisitos do painel externo e da estrutura do corpo. For\u00e7a, rigidez. Exceto para chapas laminadas, os perfis extrudados tamb\u00e9m s\u00e3o importantes ligas de alum\u00ednio deformadas para autom\u00f3veis, geralmente adequadas para partes estruturais de se\u00e7\u00e3o igual, como p\u00e1ra-choques, caixa de absor\u00e7\u00e3o de energia, se\u00e7\u00e3o frontal da viga longitudinal dianteira, soleira, se\u00e7\u00e3o traseira da viga longitudinal traseira. A resist\u00eancia m\u00e9dia 6xxx \u00e9 o principal material para perfis extrudados devido \u00e0 sua alta taxa de extrus\u00e3o e qualidade da superf\u00edcie, bem como \u00e0s propriedades de endurecimento por idade durante a extrus\u00e3o. As ligas de alum\u00ednio 7xxx de alta resist\u00eancia tamb\u00e9m s\u00e3o usadas para produzir perfis extrudados onde \u00e9 necess\u00e1ria alta resist\u00eancia. Ao mesmo tempo, para melhorar a resist\u00eancia ao impacto, os perfis dos perfis s\u00e3o principalmente "boca", "dia" e "malha".<\/div>\n

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Figura 5. Caixa absorvente de energia do tipo \u201cDia\u201d para perfis extrudados (antes da colis\u00e3o \u00e0 esquerda e ap\u00f3s a colis\u00e3o \u00e0 direita)<\/div>\n

3. O desafio e dire\u00e7\u00e3o de desenvolvimento da liga de alum\u00ednio automotiva<\/h2>\n
As ligas de alum\u00ednio desempenham um papel importante na onda leve do carro, mas tamb\u00e9m enfrentam desafios importantes. De fato, o peso leve n\u00e3o \u00e9 apenas reduzir o peso, mas equilibrar o desempenho, a seguran\u00e7a, o custo e o peso do ve\u00edculo. Atualmente, a resist\u00eancia do n\u00facleo das ligas de alum\u00ednio automotivas ainda \u00e9 de alto custo, o que torna a aplica\u00e7\u00e3o da carroceria totalmente em alum\u00ednio limitada apenas aos modelos de ponta e temporariamente incapaz de expandir para um grande n\u00famero de modelos econ\u00f4micos. A limita\u00e7\u00e3o de desempenho das ligas de alum\u00ednio tamb\u00e9m \u00e9 um fator importante que restringe seu desenvolvimento. Em algumas partes, ele ainda n\u00e3o pode substituir o a\u00e7o. Ao mesmo tempo, a tecnologia de conex\u00e3o de ligas de alum\u00ednio, especialmente a tecnologia de uni\u00e3o de materiais m\u00faltiplos de ferro fundido-alum\u00ednio, a\u00e7o-alum\u00ednio, magn\u00e9sio-alum\u00ednio, etc., tamb\u00e9m \u00e9 um fator importante na aplica\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio em autom\u00f3veis. O novo A8 D5 da Audi "descartou" o corpo todo em alum\u00ednio que est\u00e1 em uso h\u00e1 mais de 20 anos e usou um a\u00e7o de alta resist\u00eancia com peso consider\u00e1vel. Afetado por isso, o modelo D5 ganhou 51KG a mais que o modelo anterior, mas a rigidez torcional do corpo aumentou em 24%, a seguran\u00e7a foi bastante aprimorada e o custo foi bastante reduzido.<\/div>\n
No \u00e2mbito do sexto programa-quadro, a UE organizou 38 unidades em nove pa\u00edses e regi\u00f5es em 2004-2009 para implementar o projeto conjunto de pesquisa e desenvolvimento de \u00f3rg\u00e3os super leves (SuperLight-Car). A experi\u00eancia deste projeto mostra que o desenvolvimento futuro de ligas de alum\u00ednio automotivas deve se concentrar no desenvolvimento de novas ligas de alto desempenho e novas tecnologias de produ\u00e7\u00e3o. O trabalho de P&D tamb\u00e9m precisa integrar recursos. As montadoras v\u00e3o liderar a coopera\u00e7\u00e3o com mat\u00e9rias-primas, fornecedores de pe\u00e7as e institui\u00e7\u00f5es de pesquisa cient\u00edfica relacionadas para explorar conjuntamente tecnologias leves avan\u00e7adas e promover o estabelecimento de uma cadeia industrial leve.<\/div>\n
Principais materiais de refer\u00eancia:<\/div>\n
1.Hirsch, J. (2014). Desenvolvimento recente em alum\u00ednio para aplica\u00e7\u00f5es automotivas. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 24 (7), 1995-2002.<\/div>\n
2.Hirsch, J. (2011). Alum\u00ednio com design inovador para ve\u00edculos leves. Transa\u00e7\u00f5es de Materiais, 52 (5), 818-824.<\/div>\n
3. Lahaye, C., Hirsch, J., Bassan, D., Criqui, B., Sahr, C., Goede, M. e Volkswagen, AG (2008). Contribui\u00e7\u00e3o do alum\u00ednio para o design BIW leve e multi-material do superlight-car [C]. Em HIRSCH J, SKROTZKI B, GOTTSTEIN G. Anais da 11\u00aa Confer\u00eancia Internacional sobre Ligas de Alum\u00ednio. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (pp. 2363-2373).<\/div>\n
Conte\u00fado 4.Aluminum nos carros. Ducker Worldwide, https:\/\/www.ducker.com\/<\/div>\n
5. Alum\u00ednio em carros, desbloqueando o potencial de peso leve. Associa\u00e7\u00e3o Europeia do Alum\u00ednio, https:\/\/www.european-aluminium.eu\/<\/div>\n
Os dados foram analisados por meio de entrevistas semiestruturadas e entrevistas semiestruturadas. Carro super leve - constru\u00e7\u00e3o leve gra\u00e7as a um design de materiais m\u00faltiplos e integra\u00e7\u00e3o de fun\u00e7\u00f5es, European Transport Research Review, 1: 5-10.<\/div>\n
7.2016 European Body Conference (EuroCarBody) informa\u00e7\u00f5es.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Automotive lightweight trend accompanied by aluminum alloy Figure 1. Changes in the average amount of aluminum used in European cars Today, the term “lightweight” has evolved from the terminology of the automotive industry to the high-frequency vocabulary in media news. In “Made in China 2025”, light weight has also been regarded as an important direction…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1663"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1663"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1663\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1663"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1663"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1663"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}