Diseño y Fabricación de la Carrocería del Automóvil

1. Concepción, Diseño y Fabricación de la Carrocería

Factores Determinantes:

  • Habitabilidad
  • Confort
  • Ergonomía
  • Aerodinámica
  • Seguridad

La vida media de una carrocería no suele superar los 7 años.

Estrategias:

  • Optimizar las tareas de organización.
  • Aplicación de nuevos conceptos y nuevas tecnologías.
  • Reciclar viejos modelos y poder utilizar sus componentes en modelos posteriores.
  • Diversificar la oferta.
  • Compartir plataformas de carrocería.

Finalidad de las estrategias: Mejorar las prestaciones, economizar energía y proteger a los ocupantes.

Joint Venture:

Varios constructores de vehículos se unen para desarrollar la fabricación conjunta de modelos concretos.

Concept Car:

Ejercicios y propuestas de estilos de los diseñadores que pretenden crear una moda, estilo o tendencia que no siempre se adaptan al mercado ni resultan factibles. Aportan soluciones técnicas imaginativas y novedosas.

Áreas que Marcan Tendencia:

  • Europa: Vehículos compactos (berlinas) discretos y colores sobrios, con aire urbano. Tamaño y motorización media.
  • Norteamérica: Berlinas de gran tamaño y elevadas motorizaciones, pick-up y todoterreno.
  • Asia: Vehículos pequeños (todoterrenos) de colores vivos, vanguardistas, marcando carácter urbano.

Fases de la Fabricación de una Carrocería

  1. Concepción
  2. Diseño
  3. Creación de maquetas
  4. Construcción de prototipos
  5. Pruebas
  6. Fabricación

Concepción:

Se realizan los primeros bocetos a partir de dibujos a mano utilizando instrumentos clásicos de dibujo como un lápiz. Aquí se determinan las dimensiones del vehículo, para ello se divide el vehículo en tres zonas: zona motor, zona de ocupantes y zona maletero.

Condiciones de diseño:

  • Condiciones de visibilidad
  • Funciones mecánicas
  • Posibilidad de fabricación y reparación
  • Condiciones de seguridad

Diseño:

Se emplean medios altamente sofisticados. Se busca que el diseño sea: atractivo, fácil, funcional, sencillo, con piezas reciclables y con una buena relación calidad/precio.

  • Cálculos de estructura: Se utiliza el método de elementos finitos para determinar las características estáticas, dinámicas y acústicas de la totalidad de la carrocería. Este programa descompone cualquier cuerpo tridimensional en figuras geométricas.
  • Cálculo ante colisiones: Crash test virtuales.

Fase de Creación de Maquetas:

El diseñador determina el volumen de todos sus aspectos, en este estudio se obtiene la maqueta virtual definitiva.

Fase de Construcción de Prototipos:

Se requiere la máxima precisión y por ello los primeros prototipos se montan manualmente.

Fase de Pruebas:

Se prueba el motor, seguridad, resistencia, impacto medioambiental, confort, etc.

Fabricación del Vehículo:

Cuando el prototipo ha superado todas las fases anteriores, se ponen las líneas de producción en marcha con numerosas estaciones. Las empresas utilizan el sistema Just in Time, compran las piezas que no fabrican a otros proveedores.

Áreas de Fabricación:

  • Área de embutición: Convertir chapa en piezas.
  • Área de soldadura: Unir cuerpos huecos de chapa y de lámina. Se utilizan aproximadamente 5000 puntos de soldadura, 120-200 metros de chapa, 60 metros de adhesivo, y más de 60 uniones de tornillo además de las soldaduras.
    • Láser: Unir el techo a los montantes. Aumenta la rigidez, conserva la anticorrosión, reduce la variación de propiedades, reduce ruidos, permite la optimización del refuerzo.
    • Láser híbrida: Excelente velocidad y buena penetración.
    • MIG-Brazing: Soldadura al arco bajo gas protector en el que se alcanzan temperaturas que no eliminan la protección de zinc.
    • Láser-Brazing: Fusión de hilo de cobre y silicio al 3% con láser.
    • Del latón: Soldadura continua realizada bajo atmósfera de gas protector y con latón.
    • Piezas plegadas: Controla las tensiones de los puntos.
    • Piezas remachadas: Carrocerías de aluminio.
  • Ensamblaje: Se completa la carrocería desnuda con todas las piezas necesarias.
    1. Se montan las unidades de control, cables, electrónica…
    2. Equipamiento del habitáculo.
    3. Propulsor y ejes.
  • Pruebas: Ajuste de luces, indicadores, seguridad, confort…

Nuevas Técnicas de Fabricación:

  • Tailored Blank: Esta técnica permite colocar con precisión varios aceros diferentes dentro de la pieza, eliminando cualquier masa que no contribuya.
  • Hidroconformación: Se fabrican formas complejas en paneles o componentes tubulares de zonas en las que la carrocería forma una sección cerrada.
  • Tecnología híbrida: Normalmente se combinan un metal y un plástico para aprovechar las características de cada uno.
  • Paneles tipo sándwich: Un núcleo termoplástico con un recubrimiento tipo sándwich de aluminio o acero para que pese menos.
  • LWRT: Un material sintético 30% más ligero que los plásticos tradicionales.
  • NOMEX: Nido de abeja de fibra de carbono y kevlar.