El Aluminio y la Industria Automotriz

El aluminio se ha utilizado para fabricar automóviles durante más de cien años. De hecho, el primer automóvil deportivo con carrocería de aluminio se estrenó en el Salón Internacional del Automóvil de Berlín en 1899. En 1901, Carl Benz, quien fue cofundador de Mercedes Benz, construyó el primer automóvil con motor de aluminio. Debido a las dificultades iniciales en el trabajo del metal con aluminio y su alto precio en ese momento, se necesitaron más de 60 años para que el aluminio se usara ampliamente en la industria automotriz. En 1961, el Buick 215 producido en serie de Land Rover presentaba un motor V8 de ocho cilindros fabricado en aluminio. La ligereza del motor fue una revelación y se convirtió en un éxito instantáneo entre los conductores de autos de carrera. En 1997, Audi inició la producción de automóviles con carrocería de aluminio. El uso de aluminio redujo el peso de las carrocerías de los automóviles hasta en 239 kg y pagó grandes dividendos en la reducción del consumo de combustible.

Hoy en día, el aluminio es el segundo material más utilizado en la industria automotriz junto al acero. Se cree que 1 kg de aluminio puede reemplazar hasta 2 kg de acero o hierro fundido en el proceso de fabricación. Si quiere conocer más detalles sobre cómo se beneficia la industria automotriz del uso de las piezas de metal, te invitamos a conocer AMG Metalmecánica, líder en fabricación de piezas de metal.

¿Qué es el aluminio?

El aluminio es un elemento metálico. Se clasifica con el estaño y el plomo en la categoría de “metal pobre”, ya que es extremadamente maleable. Ha sido utilizado por la civilización humana desde la antigüedad. Se han descubierto óxidos de aluminio en artefactos de cerámica del Antiguo Egipto y Roma. Al principio, los científicos creían que el aluminio era raro y que la extracción era difícil. Ahora sabemos que es el tercer elemento más común en la corteza terrestre y el elemento metálico más común en la Tierra. El aluminio se mezcla fácilmente para hacer aleaciones ligeras pero fuertes. El aluminio es muy ligero, conduce muy bien el calor y la electricidad y no es magnético. Estas propiedades lo hacen ideal para una amplia variedad de usos, desde la construcción hasta utensilios de cocina y fabricación de automóviles.

¿En qué se diferencia el aluminio de otros metales?

• Peso: El aluminio es ligero. Su densidad es un tercio de la del acero.
• Fuerza: El aluminio es fuerte. Las aleaciones de aluminio tienen resistencias a la tracción que oscilan entre 70 y 700 MPa. A diferencia del acero, el aluminio no se vuelve quebradizo a bajas temperaturas. De hecho, la resistencia del aluminio aumenta cuando está frío.
• Flexibilidad: La fuerza del aluminio se combina con la flexibilidad, lo que significa que puede flexionarse bajo carga y recuperarse de la fuerza de los impactos.
• Maleabilidad: El aluminio es extremadamente maleable y se puede extruir en cualquier forma deseada pasándolo a través de un troquel. El aluminio se puede extruir en caliente o en frío. Se puede manipular aún más mediante operaciones de doblado y formado.
• Conductividad: El aluminio es un excelente conductor del calor y la electricidad. Un conductor de aluminio pesa alrededor de la mitad del conductor de cobre equivalente con la misma conductividad.
• Reflectividad: El aluminio es un buen reflector tanto de la luz como del calor.
• Resistencia a la corrosión: El aluminio reacciona con el oxígeno del aire para formar una capa de óxido microscópicamente delgada. Esta capa tiene solo 4 nanómetros de espesor pero proporciona una excelente protección contra la corrosión. Incluso se repara solo si está dañado.

¿Por qué la industria automotriz necesita aluminio? ¿Cómo se usa?

La industria automotriz utiliza aluminio para la estructura y la carrocería del vehículo, el cableado eléctrico, las ruedas, las lámparas, la pintura, la transmisión, el condensador y las tuberías del aire acondicionado, las piezas del motor (pistones, radiador, culata) e imanes (para velocímetros, tacómetros y bolsas de aire). Todas estas piezas son enviadas a la fábrica mediante una empresa de logística profesional como Aníbal Blanco.

El uso de aluminio para la fabricación de automóviles en lugar de acero brinda una serie de beneficios:

• Beneficios de rendimiento: En promedio, el aluminio es entre un 10 % y un 40 % más liviano que el acero, según el producto. Los vehículos hechos de aluminio tienen mejor aceleración, mejor frenado y mejor manejo. La rigidez del aluminio proporciona a los conductores un control más inmediato y preciso. La maleabilidad del aluminio permite a los diseñadores diseñar formas de vehículos optimizadas para un rendimiento máximo.
• Beneficios de seguridad: El aluminio puede absorber el doble de energía en un choque que el peso equivalente del acero. El aluminio se puede utilizar para aumentar el tamaño y la capacidad de absorción de energía de las zonas deformables delanteras y traseras de un vehículo, mejorando la seguridad sin aumentar el peso. Los vehículos hechos de aluminio más liviano requieren distancias de frenado más cortas, lo que ayuda a prevenir colisiones.
• Beneficios ambientales: Casi el 90 % de la chatarra de aluminio automotriz se recupera y recicla. Reciclar 1 tonelada de aluminio ahorra energía equivalente a 21 barriles de petróleo. El uso de la fabricación de automóviles de aluminio genera una huella de CO2 del ciclo de vida un 20 % menor en comparación con el uso del acero.
• Eficiencia de combustible: Los vehículos con componentes de aluminio pueden ser un 24 por ciento más livianos que aquellos con componentes de acero. Esto ahorra 0,7 galones de combustible por cada 100 millas, un ahorro del 15 por ciento en el consumo de combustible en comparación con los vehículos de acero. 
• Durabilidad: Los vehículos con componentes de aluminio se benefician de una menor necesidad de reparación de oxidación y disfrutan de una mayor vida útil. Los componentes de aluminio son ideales para vehículos en entornos desafiantes, incluidos todoterreno y militares.

¿Qué otros metales se utilizan típicamente en la construcción/reparación de vehículos?

El acero sigue siendo un pilar de la fabricación de automóviles. Se utiliza en la carrocería y el bastidor, el depósito de combustible, el bloque del motor, los ejes, los engranajes, los frenos y los cables. El cobre se utiliza en el cableado eléctrico. El latón se utiliza en bujes y en el radiador. Otros metales utilizados en menor cantidad son: cromo, plomo, magnesio, manganeso, níquel y zinc.

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Lo que necesita saber sobre la fabricación de metal para la restauración de autos clásicos

Con las herramientas y técnicas de fabricación de metal adecuadas, puede construir y recrear paneles de carrocería de automóviles clásicos desde cero, en la comodidad de su propio garaje. Esto lo ayudará a terminar los trabajos de restauración de automóviles actuales más rápido, para que pueda asumir más proyectos y dominar el arte de la restauración de automóviles clásicos en el proceso.

Si quieres conseguir partes personalizadas para la restauración de un coche, no dude en contactar con AMG metalmecánica para obtener piezas y tubos de metal a medida para su proyecto. 

 Lo que necesita saber sobre la fabricación de metal para la restauración de autos clásicos

Si hay un problema que comparten la mayoría de los autos antiguos, es la carrocería dañada. La pintura de los autos clásicos tiende a desvanecerse y desarrollar manchas de óxido con el tiempo. Y, a menudo, no se pueden restaurar los paneles de la carrocería solo con el repintado del automóvil. Es posible que tenga que arremangarse para martillar abolladuras, reconstruir paneles e incluso fabricar metales o enviar un trabajo a realizar por expertos profesionales en metalúrgica.

Ya sea que sea un aficionado a la restauración de automóviles clásicos o el propietario de un pequeño taller de restauración de automóviles, es posible que deba invertir en la fabricación de metal. Aquí hay algunas cosas que debe tener en cuenta antes de comenzar:

Herramientas: Presupuesto y Accesibilidad

Las piezas y herramientas necesarias para la metalistería automotriz a menudo eran demasiado costosas para que un entusiasta de la restauración de automóviles justificara el gasto. Pero los precios han bajado en los últimos años. Muchas marcas ahora ofrecen líneas de herramientas de soldadura y modelado para aficionados, lo que hace que la fabricación de metal en garajes domésticos sea una opción más viable.

Las tiendas en línea han hecho que los rodillos de talón, los frenos de chapa y otras herramientas sean más accesibles. Ya no tiene que viajar lejos y preocuparse por el transporte para llevar sus herramientas a casa. Simplemente haga un pedido en línea y sus nuevas herramientas llegarán a su puerta en solo unos días.

Técnicas: Doblado, Abalorios y Estampado

Una de las mejores cosas del metal es que puede sufrir deformaciones; puede tomar casi cualquier forma que podamos imaginar. Todo lo que necesita es una hoja de metal, la herramienta adecuada y la técnica correcta.

A menudo, las técnicas de formación de metal utilizadas para la restauración o recreación de paneles de carrocerías de automóviles incluyen rebordear, doblar y estampar. Esto es lo que debe saber sobre estas tres técnicas:

Doblado

El doblado implica el uso de una prensa plegadora de metal para aplicar fuerza sobre la lámina de metal para producir superficies curvas. Puede doblar chapas hasta 135° utilizando frenos rectos para chapas. Pero si desea producir paneles con formas únicas, es posible que deba invertir en máquinas de freno de láminas de metal que sean más avanzadas.

Cuentas

Los rodillos de talón o las máquinas de estampado tienen una característica distintiva: un par de troqueles redondos que se utilizan para enrollar formas distintas en paneles de metal. Como tal, el rebordeado es ideal para hacer bordes y trabajos de detalles en paneles de automóviles.

Puede comenzar con una máquina básica que funcione con el grosor de metal que utilizará. Sin embargo, tener un rodillo de bolas impulsado por un motor eléctrico ofrece grandes beneficios. Por un lado, ya no necesita girar la máquina a mano. Pero lo que es más importante, le permite mantener ambas manos sobre la pieza de metal, lo cual es importante para diseños de fabricación delicados.

Estampado

Usando un dispositivo llamado prensa de estampado con una serie de troqueles, puede cortar y formar metal en diferentes formas intrincadas. Muchos expertos en restauración de automóviles prefieren estampar para recrear guardabarros y paneles interiores.

Con las herramientas y técnicas de fabricación de metal adecuadas, puede construir y recrear paneles de carrocería de automóviles clásicos desde cero, en la comodidad de su propio garaje. Esto lo ayudará a terminar los trabajos de restauración de automóviles actuales más rápido, para que pueda asumir más proyectos y dominar el arte de la restauración de automóviles clásicos en el proceso.

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Cómo funciona el conformado de metales automotrices

La profesión de herrero se remonta a muchos miles de años. En la antigüedad, el herrero golpeaba el metal con un martillo para convertirlo en objetos útiles, a menudo calentando primero el metal en una fragua. 

Los herreros son relativamente raros hoy en día, aunque todavía existen y usan herramientas mucho más modernas que las que se usaban en la antigüedad. El trabajo de trabajar el metal en objetos utilizables ahora se realiza principalmente a máquina. En ninguna parte es más importante este arte de la formación de metales que en la industria de fabricación de automóviles, donde cada pieza de metal, desde la carrocería del automóvil hasta la tuerca más pequeña de la rueda, se crea mediante procesos industriales de formación de metales. Estos procesos existen en la vanguardia de la fabricación moderna, donde las computadoras se encuentran con la maquinaria mecánica e hidráulica de la planta automotriz.

El conformado de metales para automóviles es uno de los aspectos más importantes de la fabricación de automóviles. Si no fuera posible trabajar el metal en formas útiles, los automóviles no podrían existir. Y la capacidad de las máquinas, a menudo controladas por computadoras, para producir piezas de automóviles de manera rápida y confiable es una de las cosas que hacen posible comprar un automóvil por algo menos de lo que costaría comprar una casa.

Antes de sumergirnos en la pregunta de "cómo funciona el conformado de metales automotrices", aprovechamos para recomendar AMG Metalmecánica, la empresa líder en mecanizado CNC, trabajando para marcas de automóviles referentes en el mercado. Si estás precisando piezas personalizadas y trabajos en metales específicos, te recomendamos consultar con los mejores en el sector.

¿Cómo funciona el conformado de metales? 

Es fácil entender cómo un herrero moderno puede dar forma al metal con un martillo mecánico y un soplete de oxiacetileno, pero ¿cómo puede una máquina hacer estas cosas? En este post, analizaremos cómo este proceso de conformado de metales se puede mecanizar y realizar a gran escala industrial. Veremos algunas técnicas y procesos específicos que se utilizan en la fabricación de automóviles. También miraremos hacia el futuro y veremos cómo las tecnologías de formación de metales que se están desarrollando hoy nos ayudarán a construir los automóviles del mañana.

Tecnologías de formación de metales automotrices

Una de las cosas más importantes del metal es que puede sufrir deformaciones plásticas. Eso no significa que el metal esté hecho de plástico, pero puede hacer una de las cosas que pueden hacer los plásticos: literalmente puede tomar casi cualquier forma que podamos imaginar.

El proceso de deformación comienza con una pieza en blanco, una cantidad de metal en alguna forma básica que sufrirá el cambio de forma. El espacio en blanco se convierte en la pieza de trabajo, la pieza de metal que se va a remodelar, en el proceso de formación de metal. Para el conformado de metales para automóviles, la pieza inicial suele estar hecha de láminas de metal, que se pueden estampar, cortar o doblar en la forma necesaria para la carrocería de un automóvil. Alternativamente, puede ser un bloque sólido de metal en forma cúbica o similar a una lente. Aquí hay algunas formas en que una pieza de trabajo de metal puede deformarse durante el proceso de fabricación automotriz:

• Doblado: Al doblar, se aplica fuerza a una pieza de trabajo de chapa para producir una curvatura de la superficie. El plegado se usa generalmente para producir superficies curvas simples en lugar de complejas. Una prensa operada mecánicamente impulsa un punzón contra una hoja de metal, forzándolo en un troquel simple con suficiente presión para producir un cambio permanente en la forma del metal. La cantidad de presión es importante. Si no se aplica suficiente presión, el metal simplemente puede volver a su forma original. Si se aplica demasiado, se puede romper.
• Trefilado: en el trefilado, la hoja de metal se fuerza contra un troquel que se ha cortado en la forma tridimensional, a menudo curva, que debe tomar la hoja de metal. En efecto, la matriz se utiliza como molde para el metal. Esta técnica puede producir formas relativamente complejas. Una vez más, se aplica presión a la pieza de trabajo utilizando un punzón accionado hidráulica o mecánicamente. Hay una serie de peligros involucrados, no tanto para las personas (dado que el proceso es en gran parte mecanizado) sino para el metal mismo. Puede agrietarse por demasiada presión o arrugarse por su interacción con el troquel. Se puede usar lubricante para hacer que el metal se deslice más suavemente contra el troquel, evitando la posibilidad de que se arrugue. Alternativamente, los bordes arrugados se pueden recortar del metal en una operación separada. Este método se usa comúnmente para fabricar piezas de carrocería y tanques de combustible.
• Estampado: en el estampado, se utiliza un dispositivo llamado prensa de estampado con una serie de troqueles para cortar y moldear el metal en varias formas. Esto se usa comúnmente para hacer autopartes como tapacubos y guardabarros.
• Extrusión: la extrusión se puede utilizar para producir objetos metálicos largos, como varillas y tubos. La pieza de trabajo de metal se introduce a la fuerza en un troquel con un orificio en el extremo opuesto. El metal se extruye a través del orificio para formar la forma. La extrusión se puede usar para fabricar partes importantes del tren de transmisión de un automóvil o los anclajes que sujetan los cinturones de seguridad en su lugar.
• Forjado: El proceso de forja utiliza un martillo o prensa que es esencialmente una versión mecanizada de los martillos utilizados por los antiguos herreros. El metal se martilla contra una superficie que sirve de yunque. Se puede martillar repetidamente para formar formas complejas. Esto se puede utilizar como una alternativa al proceso de dibujo.

Los procesos anteriores se utilizan generalmente con metal frío. También se puede usar metal caliente, a veces a temperaturas lo suficientemente altas como para que el metal fundido se pueda verter en una matriz. Esto requiere matrices muy costosas que puedan soportar el calor y deben hacerse rápidamente, para minimizar la exposición de la matriz al metal fundido.

Ahora veremos cómo las tecnologías modernas de conformado de metales están impulsando la fabricación de automóviles hacia el futuro.

Avances en la formación de metales automotrices

Lo más importante que le sucedió a la fabricación de automóviles y al conformado de metales en el último medio siglo fue la computadora. Las computadoras son importantes para la formación de metales de dos maneras:

Ellas guían el proceso. Se puede usar una computadora para tomar decisiones en fracciones de segundo para guiar las operaciones de formación de metales a través de secuencias complejas, por ejemplo, usar un martillo de forja contra una pieza de trabajo de la misma manera que lo haría un herrero antiguo, pero con la fuerza física aumentada de la maquinaria hidráulica. La acción del martillo se puede programar de antemano para producir formas tan complejas como las creadas por las manos de un artesano humano. De manera similar, las computadoras pueden controlar el flujo de la pieza de trabajo entre múltiples etapas en la operación para producir la forma terminada.

Simulan el proceso. Se puede usar una computadora para simular las fuerzas físicas involucradas en la formación de metales, de modo que se puedan inventar nuevas operaciones de formación de metales sin tener que usar maquinaria costosa para experimentar con nuevas ideas. El software de simulación sofisticado está disponible para replicar las operaciones de formación de metales en la computadora, de modo que los científicos puedan ver el resultado de aplicar calor y fuerza a diferentes tipos de metal. Los errores cometidos en la computadora son mucho menos costosos que los cometidos en el mundo real y permiten el tipo de prueba y error que sería una pérdida de tiempo en la maquinaria real.

La simulación por computadora está abriendo nuevas perspectivas en la formación de metales. Muchas de las nuevas tecnologías de formación de metales se basan en una comprensión profunda de la microestructura de varios tipos de metales y los procesos físicos que ocurren dentro del metal sujeto a presión y calor. Algunos de los nuevos procesos son híbridos de procesos antiguos. También ha habido un movimiento hacia los procesos con metales calientes, que permiten el uso de metales que no se prestan bien a los procesos en frío.

Estas nuevas tecnologías permiten innovaciones tales como el uso de metales más livianos que aún conservan la resistencia de las piezas automotrices tradicionales. Esto es útil, por ejemplo, en la fabricación de vehículos eficientes en combustible o vehículos eléctricos de batería donde la carrocería del automóvil debe ser lo más liviana posible para compensar el peso considerable del conjunto de baterías. Estas tecnologías también permiten que las autopartes se fabriquen de manera más económica sin que disminuya la calidad. Por ejemplo, las técnicas de conformado electromagnético, en las que la pieza de trabajo de metal se expone a un campo magnético que genera un flujo eléctrico en el metal mismo, se pueden utilizar para acelerar el proceso de conformado sin que se produzcan las roturas y arrugas resultantes que normalmente se producirían. Esto permite el uso de procesos que antes no eran posibles en la formación automática de metales.

En los años transcurridos desde que Henry Ford demostró la viabilidad de la fabricación en línea de montaje económica de automóviles y autopartes, la ciencia y la tecnología del conformado de metales han recorrido un largo camino para mostrar a la industria de fabricación de automóviles cómo producir automóviles extraordinarios sin un precio extraordinario, gracias al mecanizado CNC y al transporte de piezas con empresas de transporte y logística  como la de Aníbal Blanco que se especializa en el reparto y hace posible que de la fábrica de metales, llegue a la planta de ensamble de coches en óptimas condiciones y tiempos. 

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