Presentacion_tema_1_estructurasdelautomovil.pdf
- 2. PROFESOR: JUANJO OLLERO CALLEJO • Experiencia • Privada • Profesor • Módulos a impartir: • Estructuras (2º Automoción) • GLMV (2º Automoción). • TC (2º Automoción). • Tutor mañanas • Correo: jollcal405@g.educaand.es
- 3. RESULTADOS DE APRENDIZAJEY CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LA UD • RA1. 1. Reconoce la constitución y el comportamiento de la estructura relacionando los métodos de ensamblaje de sus componentes con los procesos de fabricación y reparación. • CRITERIOS DE EVALUACIÓN (CE) a) Se han explicado las características de los materiales metálicos más usados en el automóvil. b) Se han descrito los procesos de laminación de la chapa utilizada en la construcción de carrocerías. c) Se han relacionado las propiedades de los materiales metálicos más utilizados en la industria del automóvil con los tratamientos térmicos y termoquímicos (templado, revenido, cementación, nitruración). d) Se ha explicado las características y propiedades de los aceros de alto límite elástico, relacionándolas con su utilización en el automóvil. e) Se han descrito los tipos de carrocería según su constitución. f) Se han identificado las piezas que componen la estructura de un vehículo, relacionándolas con la documentación técnica. g) Se han descrito los procesos de embutición y ensamblado en la fabricación de carrocerías.
- 4. CONCEPCION, DISEÑOY FABRICACIÓN DE UNA CARROCERÍA Estética Seguridad Aerodinámica Ergonomía Confort Habitabilidad NUEVO MODELO DE VEHÍCULO
- 5. Seguridad Ergonomía Habitabilidad Confort Aerodinámica Estética Ciencia interdisciplinaria que está encargada de evaluar, estudiar y gestionar los riesgos que se encuentra sometido una persona, un bien o el ambiente Los accionamientos del vehículo estén al alcance del conductor, para que este tenga fácil manejo, evitando las distracciones y evitando así situaciones de peligro. Define las características del espacio a disposición del conductor y de los pasajeros en el interior del habitáculo. La habitabilidad no depende tanto del volumen del habitáculo como de su distribución. Produce comodidad y bienestar. Ej la amplitud del interior del vehículo, el confort acústico, la climatización idónea, los cuadros de instrumentos mas visibles y elevalunas eléctricos. La influencia que tiene el aire en el vehículo según sean las formas de éste. Modo particular de entender el arte o la belleza. Carrocerías
- 6. PLATAFORMAS MODULARES Leer y exponer: - https://www.toyota.es/world-of-toyota/articles-news-events/2016/conoce-plataforma-modular-tnga - https://forococheselectricos.com/2020/04/audi-cuenta-con-5-plataformas-electricas-a-su-disposicion-que-modelos- creara-a-partir-de-ellas.html Partes fijas y partes variables según modelos. Finalidad es reducción de costes. Misma plataforma para distintos modelos. Se han usado para modelos muy diferentes e incluso entre competidores gracias a alianzas estratégicas Plataforma M. PSA
- 7. JOINTVENTURE o ALIANZAS ESTRATÉGICAS Leer y exponer: https://www.europapress.es/motor/sector-00644/noticia-audi-capgemini-crean-joint-venture-avanzar-transformacion-digital- 20200611102312.html https://www.merca2.es/la-joint-venture-entre-volkswagen-daimler-y-ford-abre-el-centesimo-punto-de-recarga-electrico/ https://www.motor.es/noticias/volkswagen-ata-los-cabos-en-china-joint-venture-jac-202067882.html https://www.motor.es/noticias/psa-total-automotive-cells-company-202070699.html Son una modalidad a la que recurren cada vez más empresas para compartir recursos desarrollados y abundantes en una empresa, y escasos en otra; tanto en el aspecto financiero y de personal, como en las áreas comercial, técnica, tecnológica, fondos, inversiones, credibilidad, prestigio y sistemas establecidos de distribución a nivel nacional e internacional. Posibles finalidades: - Reducir riesgo - Usar canales logísticos o acceso a mercados - Aprovechamiento de tecnologías - Mercadeo de innovaciones
- 8. CONCEPT CAR oVEHÍCULOS CONCEPTUALES Propuestas de estilo intentando adelantarse para crear una moda, estilo o tendencia adelantándose a los gustos de los usuarios y que no siempre se adaptan al mercado ni resulta factible su construcción. Buena publicidad para la marca Renault Trezor
- 12. Leer y exponer: - https://www.motorpasion.com/prototipos/peugeot-fractal-concept - https://www.revistaoffroad.com/el-premio-concept-car-design-fue-para-renault/ - https://www.infobae.com/autos/2016/10/21/los-11-concept-car-mas-estrafalarios-de- 2016/%233KDZSPAC2ZALRHD7NK5CSQ6Q4Y/ - https://moovemag.com/2020/06/concept-cars-mundo-automovil-mirando-hacia-el-futuro/
- 18. FASES PARA FABRICAR UN NUEVO MODELO DEVEHÍCULO F. concepción F. diseño F. creación de maquetas F. construcción de prototipos F. pruebas F. fabricación
- 19. FASE DE CONCEPCIÓN 1.- Definición estética: Interno Externo Bocetos a partir de bocetos a mano Se elije el mejor boceto 2.- Determinación de dimensiones: Zona motor Zona ocupantes Zona maletero Se definen las dimensiones
- 20. FASE DE CONCEPCIÓN 3.- Determinación del diseño exterior de la carrocería Perfil de la carrocería mediante ordenador Exigencias aerodinámicas Ergonomía de asientos y maletero Altura libre de carrocería (suelo) Posición y tamaño del depósito combustible Espacio de ruedas (suspensión, giro, cadenas de nieve) Tamaño y disposición de paragolpes delantero y trasero Condicionantes técnicos a considerar Visibilidad. Montantes, techo, capó, maletero, espejos Funciones mecánicas. Se pueden bajar los cristales, capó y portón, reglaje de luces, etc Fabricación viable y facilidad de reparación Condiciones de seguridad. Eliminación de aristas, plan de deformación programada, refuerzos y paragolpes, etc
- 21. FASES PARA FABRICAR UN NUEVO MODELO DEVEHÍCULO F. concepción F. diseño F. creación de maquetas F. construcción de prototipos F. pruebas F. fabricación
- 22. FASE DE DISEÑO Fase altamente tecnológica Introducir infinidad de modificaciones como: diferentes materiales, distintos métodos de unión,… y ver la respuesta teórica del vehículo superordenadores con gran capacidad de cálculo para ahorrar tiempo y cálculos matemáticos Diferentes programas (Autodesk, Unigrafics, Catia,…) Diferentes herramientas (Diseño asistido por ordenador, concepción asistida por ordenador, realidad virtual…)
- 25. Modelos matemáticos muy complejos y laboriosos Las deformaciones resultantes = Tensiones aplicadas x Cte Método de integración de elementos finitos. Descomponer en figuras tridimensionales sencillas (se conoce su material y comportamiento elástico resistente) Longitudinalmente (frenada-aceleración) Verticalmente (propio peso del vehículo) Esfuerzos de torsión (rigidez torsional, flexión lateral) Módulos propios (vibraciones- resonancia) FASE DE DISEÑO Cálculos para la estructura Cálculos comporta miento colisiones Calcular la relación entre fuerza y desplazamiento Se usa el método de elementos finitos Se obtendrán los momentos a los que serán sometidos distintas piezas Cálculos para la resistencia Ensayos virtuales de colisiones de distintos tipos. Crash tests virtuales Para este cálculo se usa mucha información de los cálculos anteriores No se destruye ni un solo prototipo
- 26. FASES PARA FABRICAR UN NUEVO MODELO DEVEHÍCULO F. concepción F. diseño F. creación de maquetas F. construcción de prototipos F. pruebas F. fabricación
- 27. FASE DE CREACIÓN DE MAQUETAS Agresividad de las formas Líneas direccionales Dar volumen al dibujo Maquetas de escayola, plastilina, arcilla o materiales sintéticos Maqueta pequeña 1:5 Maqueta a tamaño real 1:1 Maqueta virtual definitiva Maquina calibradora tridimensional 5 ejes F. Creación de prototipos Material termoplástico (estireno) Molde exterior de resina Epoxi (acristalar y/o colocar sobre chasis) Túnel del viento 1 2 Fresadora automática de 5 ejes Digitalización
- 30. FASES PARA FABRICAR UN NUEVO MODELO DEVEHÍCULO F. concepción F. diseño F. creación de maquetas F. construcción de prototipos F. pruebas F. fabricación
- 31. FASE DE CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPOS Fabricación de las piezas realizada por robots y maquinaria especializada Montaje manual Uniones manuales (soldadura incluida) Para calibrar a posteriori los robots y maquinaria implicados El mejor proceso de estampación Se definen los útiles de prensa Se estudian tolerancias Sistemas de unión Regulan los equipos de ensamblaje Sala de ensamblaje Taller de fresado Sala de estampación F. Pruebas
- 32. FASES PARA FABRICAR UN NUEVO MODELO DEVEHÍCULO F. concepción F. diseño F. creación de maquetas F. construcción de prototipos F. pruebas F. fabricación
- 33. FASE DE PRUEBAS MOTORES Ensayos acústicos Ensayos de vibraciones CARROCERÍ A Microscopios electrónicos Equipos de metalurgia F. De laboratorio CONTAMINACIÓN Reciclaje de materiales Prueba de gases Climas extremos: C. Polares (Cámaras húmedas, frías y salinas) C. Tropicales (Cámaras húmedas, cálidas y salinas) ERGONOMÍ A CONFORT Sonoridad del hab. Asientos, volante, palancas, … Materiales Resistencia a la fatiga SEGURIDAD Crash tests Resistencia a la corrosión Complejos bancos hidráulicos
- 34. FASE DE PRUEBAS Camuflados + 20 000 000 Km Diferentes zonas del planeta Se retrocede Se pasa a la producción Virtudes Laboratorios rodantes Defectos
- 35. BMW M4 Coupé 2020
- 36. El material del examen: tres Peugeot 208 II Preserie camuflados Peugeot 208 Preserie Preserie Mercedes-Benz EQC 2019
- 39. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO No comienza hasta que el prototipo ha superado las fases anteriores con éxito Viable técnica y económicamente Se adaptarán líneas de ensamblaje de modelos existente Adaptarlo y seguir con el volumen previsto Simultaneidad con el modelo nuevo 6-12 meses antes de lanzar un nuevo modelo se empieza a fabricar Estación en una línea de producción Operarios fijos Configuración personal del cliente Rápida adaptación a gustos del mercado Reducción de stock sin vender Estación 2 Estación 3 Estación 1
- 41. JUST INTIME EMPRESAS AUXILIARES FACTORÍAS DEL GRUPO MÉTODO JUST IN TIME Componente 1 Componente I1 Componente 1II Componente n Componente 1 Componente I1 Componente 1II Componente n
- 42. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO FASES DE FABRICACIÓN DEL VEHÍCULO Fase de estampación Fase de soldadura Fase de pintura Fase de ensamblaje ÁREAS DE LA FACTORÍA Área de estampación Área de soldadura Área de pintura Área de ensamblaje
- 43. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO 1. FASE DE ESTAMPACIÓN Materia prima bobinas Enderezar rodillos Recortar cizallas automáticas Estampar cadena de estampación Def. estampación Es un proceso de conformado por el que se transforma una chapa plana en un cuerpo hueco adaptándola a la forma definida por una matriz, mediante la presión ejercida por una prensa. - Deformación plástica. - Piezas complejas 1.Calentar hasta que se vuelvan maleables. 2. Conformado 3. Enfriado rápido Aceros de alta y ultra-alta resistencia Evitamos muchas soldaduras Reducción de peso Chasis. Altos espesores y resistencia Reducción de pesos Estampación en frío Estampación en caliente + 600 matrices disponibles intercambiables Prensas muy costosas https://www.lavanguardia.com/vida/20190110/4540625523 12/mazda-desarrolla-piezas-en-estampacion-en-frio-en- acero-de-alta-resistencia.html
- 47. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO 1I. FASE DE SOLDADURA Piezas exteriores suelen ir atornilladas: aletas, puertas, capó. Piezas internas suelen ir soldadas. Por puntos y MIG princip. Alta reparabilidad Alta resistencia mecánica y buena trasmisión de esfuerzos Soldadura láser Soldadura láser-híbrida Soldadura de latón Soldadura láser-Brazing Soldadura MIG-Brazing Piezas pegadas Piezas remachadas Rápida, alta variedad de uniones, reduce ruidos, sólo necesita acceso de un lado, aumenta rigidez, conserva propiedades anticorrosivas, fácil de automatizar Alta velocidad (Láser) y altos niveles de penetración (MIG) Rápida Soldadura al arco bajo gas protector Y aporte de aleación de Cu y Si Temperaturas bajas q. protegen capa protectora Similar a MIG-Brazing. Fusión hilo de cobre y silicio Temperaturas bajas q. protegen capa protectora Soldadura continua bajo gas protector y aporta latón Se reparte mejor las cargas. Tipos: - Pegado epoxi (buenas propiedades) - Puntos de soldadura y pegado Epoxi - Piezas remachadas y pegado Epoxi Aumenta su uso gracias a los nuevos materiales y técnicas Carrocerías de alumnio para sustituir Sol. Ptos Resistencia https://revistacentrozaragoza.com/soldadura-por-puntos-2/
- 53. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO III FASE DE ENSAMBLAJE Tercer nivel Primer nivel Segundo nivel Desmontaje de puertas. Facilita acceso al interior del vehículo. Montaje de unidades de control, cables, elementos electrónicos e insonorización Montaje de depósito de combustible, pedales y conductos de gasolina y frenos Montar equipamiento del habitáculo: revestimientos, salpicadero, parabrisas, asientos, etc. Montaje del grupo propulsor y los ejes Se introducen los diferentes fluidos y se pone a funcionar el motor
- 54. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO IV PRUEBAS FINALES Proceso de control exhaustivo Ajuste de luces, funcionamiento de indicadores luminosos, sistemas de alerta, seguridad, confort, etc Bancos de rodadura Comportamiento de todos los órganos mecánicos Cómo se fabrica un auto. Explicado Proceso de fabricación BMW F30 3-Series.
- 60. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN OBJETIVOS Reducir consumo Reducir emisiones Reducción de pesos Perfilado Hidroconfor mación Talored Blank Tecnología híbrida
- 61. Algunas piezas de la carrocería no se someten a las mismos esfuerzos en toda su longitud Sin embargo se sobredimensionaban para evitar problemas Es una técnica de fabricación que permite fabricar piezas de espesor variable con un diseño complejo que combina aceros de distintos espesores, recubrimientos y distinto grado de resistencia Mejora de la seguridad, reducción de peso, reducción de número de componentes, mayor precisión, menor tiempo de fabricación y se amplían las posibilidades de diseño FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN Def.
- 62. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN Estampación de la pieza resultante en frío o caliente Tailored welded blanks o formatos soldados (TWB) Tailored rolled blanks (TRB) Soldadura láser para unir materiales de distintos espesores, tipos Se usan los rodillos del laminado de la bobina de acero para dar distintos espesores. Se varía el espacio entre los rodillos de laminado para ejercer distintas presiones https://revistacentrozaragoza.com/tailored-blanks/ http://www.centro-zaragoza.com:8080/web/sala_prensa/revista_tecnica/hemeroteca/articulos/R59_A2.pdf
- 63. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN OBJETIVOS Reducir consumo Reducir emisiones Reducción de pesos Hidroconfor mación Talored Blank
- 64. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN Def. Es un proceso de conformación plástica en frío, que emplea un fluido hidráulico para transmitir energía. Sólo se puede aplicar en las zonas de la carrocería en la que forma una sección cerrada Ventajas: Permite conseguir un espesor uniforme Mayor calidad superficial (se evita contacto metal con metal) Mejora la corrosión (evita soldaduras) Consigue una apreciable reducción de peso
- 68. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN OBJETIVOS Reducir consumo Reducir emisiones Reducción de pesos Hidroconfor mación Talored Blank Perfilado
- 69. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN Def. Es un proceso de conformación plástica en frío, en el cual, se somete a una bobina de chapa a una operación de doblado Ideal para piezas de perfil constante y aceros ultra resistentes para evita efecto muelle Rodillos fijos piezas rectas Ventajas: - Mejor aprovechamiento del material. Aprovechamientos superiores al 85% (estampación = 70%) (aceros de alto coste) - Tiempos de preparación y adaptación a nuevos modelos son mucho menores (ajustar sencillos rodillos) - Facilidad para realizar cortes y orificios (generalmente antes de perfilar) - Abaratamiento. Material de partida = bobinas Material de partida (Prensas) = material cortao y aplanado)
- 71. FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN OBJETIVOS Reducir consumo Reducir emisiones Reducción de pesos Hidroconfor mación Talored Blank Perfilado Tecnología híbrida
- 72. Material compuesto sintético 30% más liviano que el plástico Capa central de termoplástico reforzado con fibra de vidrio, que se recubre con una lámina termoplástica. Se somete a altas temperaturas y presiones para darle su forma definitiva FASE DE FABRICACIÓN DELVEHÍCULO NUEVAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN Def. Consiste en fabricar un componente combinando dos materiales de distinta naturaleza, aprovechando las características que cada uno aporta. normalmente Metal (acero, aluminio) Plástico (termoplástico) Por inyección Panel tipo sándwich Sobre el molde se coloca el armazón metálico Se inyecta el plástico Íntima unión mecánica Núcleo termoplástico (PP) Dos recubrimientos de acero o aluminio LWRT Nomex Un tipo de nylon resistente al calor, electricidad, y química. Ligero y rígido. Se le suele inyectar Kevlar y fibra de carbono
- 73. De izda a dcha y de arriba abajo: 1. Estructura sándwich con material LWRT 2. Panel tipo sándwich nido de abeja 3. Nomex 4. Nomex y fibra de carbono y Kevlar externamente
- 75. Acero convencional o dulce Aceros de alta resistencia Aceros de muy alta resistencia Aceros de ultra alta resistencia Aceros de Fase Doble (DP) Aceros de Plasticidad Inducida por transformación (TRIP) Aceros de Fase Compleja (CP) Aceros Martensíticos (Mar) Aceros al Boro o Aceros Boron (Bor) C menor a 0,2%. Muy usado para embutición paneles exteriores Aceros Bake-Hardening. límite elástico con tratamiento térmico. resistencia a deformación de espesor de chapa Aceros Microleados o aceros ALE. del tamaño de los granos A veces, aleacion con titanio,niobio o cromo que le dan dureza. resistencia a la fatiga, resistencia al choque y capacidad de deformacion en frio. Refuerzos de la suspension o refuerzos interiores y tambien para largueros y travesaños. Aceros aleados al fosforo