UFCD2 Materiais Ferrossos e nao ferrosos Filipe Brás nº6

Mecatrónica Automóvel

Materiais Ferrosos e não ferrosos

2010

Materiais ferrosos e não ferrosos

FACTORES DE SELECÇÃO DOS MATERIAIS

Características Técnicas: rigidez, resistência à corrosão, resistência ao uso, condutividade térmica, etc.

Contabilidade: com os processos de fabrico automóvel: trabalhabilidade, maquinabilidade, montagem, etc.

PREÇO: Um automóvel custa» 20 €/kg (avião comercial» 1125 €/kg) custo primário, custo do fabrico (processamento + perda de matéria), embalagem, montagem e estabilidade do preço.

DISPONIBILIDADE: sem rupturas de aprovisionamento.

CONFORTO: a sua estética, o seu toque e a sua durabilidade.

REUTILIZAÇÃO / RECICLAGEM

SUBSTITUIÇÃO DOS MATERIAIS

Alguns materiais tradicionais têm sido substituídos por outros que respondem aos anseios dos consumidores e às necessidades dos construtores em apresentarem produtos mais competitivos, mais seguros, mais resistentes, mais duradoiros, de maior qualidade e mais recicláveis

Filipe Brás Varanda Marquer nº6 Página 1

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EVOLUÇÃO DOS PLÁSTICOS O uso plástico continua a aumentar, mas de forma mais moderada imposta pela reciclagem que obrigou a uma diminuição da variedade de materiais plásticos utilizados. Novas indústrias de desmantelamento,recuperação e valorização dos diferentes plásticos permitem que a valorização destes materiais não seja apenas energética (queima).

MATERIAIS UTILIZADOS

AÇO: Excelente compromisso entre as características mecânicas, a aptidão ao trabalho e a capacidade de absorção de energia em choque;Resistência limite de elasticidade 160 a 210 MPa (aço macio corrente) 450 a 600 MPa, (aço ligados: V, Ti, Nb)

Vantagens:Conhecimentos acumulados durante décadas, preço, disponibilidade, 100% reciclável

Inconvenientes:Elevada sensibilidade à corrosão e o seu peso.

Os principais tipos:

Laminados a quente (em desuso), partes não expostasLaminados a frio (mais utilizados)Galvanizados (EG: electric galvanised e HDG: hot dip galvanised),


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ALUMÍNIO:

Vantagens: Metal leve, bom comportamento à Corrosão, 100% reciclável

Inconvenientes: Preço, Trabalhibilidade

Principais Ligas:AS5U3 (5% Si, 3% Cu),AS12 (12% Si, 1% Cu e 1% Ni)

MAGNÉSIO:

Vantagens: Muito leve, Excelente à corrosão, 100% reciclável, Elevada Fluidez

Inconvenientes: Preço, Baixa resistência (130 -140 MPa), Reage com O2 na fase líquida.

Os principais Ligas:AS41A (4% Al, 1% Si), AM60B (6% Al, <1% Mn)


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PLÁSTICO:

Vantagens: Muito leves, Resistentes ao choque, Fabrico de monoblocos.

Inconvenientes: Reciclagem difícil.

Os principais tipos:PP, PC, PA, PBT, PMMA, POM, Copolímero(propileno – etileno), PP carregado com talco,PP + fibras, etc.


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FLUIDOS:

Os principais tipos: óleos, líquido de refrigeração, limpa-vidros, etc.Manutenção das suas propriedades ao longo do tempo, evitando a sua contaminação com micro-poeiras e diminuir os seus efeitos corrosivos

RECICLAGEM 1

Decreto Lei nº 196/2003; Directiva Europeia nº 2000/53 Criação de circuitos de recepção e separação de substâncias perigosas e posterior envio para


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reutilização ou reciclagem, desencorajando a sua deposição em aterros. Materiais como o chumbo, mercúrio, cádmio, e crómio (hexavalente) estão proibidas de serem utilizados.

Decreto Lei nº 196/2003; Directiva Europeia nº 2000/53

Os construtores devem utilizar para rotulagem e identificação de componentes e materiais a nomenclatura das Normas ISO (a partir de 1 de Setembro de 2003).

Exemplos:

ISO 1043-1 e ISO 11469 (Plásticos); ISO 1629 (borracha); ISO 115 (alumínio);ISO 23079 (magnésio); ISO 185 (ferro fundido cinzento); ISO 6929 (aço), etc.PA66 poliamida 66PA66-I poliamida 66 modificada por impactoPC+PET-I policarbonato e politereftalato de etilenoPBT politereftalato de butileno (retardante de fogo/chama)


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TENDÊNCIAS FUTURAS


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Órgãos Mecânicos (motor, caixa de velocidades, etc)

Diminuição do Peso:Multiplicar as peças em alumínio (motor e caixa) e alumínio reforçado (discos de travão);Magnésio para peças do (cárter do motor, caixa, cabeça da colaça, etc.);Compósitos para peças periféricas do motor (bomba de água, bomba de óleo, etc.).

Qualidade/Durabilidade:Melhorar as prestações das peças sujeitas a fricção, reduzindo o desgaste (nituração: carburação após cimentação);Optimizar a composição dos fluidos prolongando a sua vida;Optimizar a formulação dos elastómeros, permitindo a sua maior utilização e duração nas tubagens dos fluidos.

Custos:Hidro-vazamento de peças complexas em aço (reduzir nº ligações, maquinação e montagem);Fabricar monoblocos em compósito.


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Chassis

Segurança e Diminuição de Peso:Desenvolver aços de muito elevado limite de elasticidade (>600MPa) para aumentar a rigidez e manter a sua resistência ao choque (transversais, longarinas, barras anti-intrusão nas portas, etc.);Desenvolver alumínios para outras peças (longarinas, reforços locais);Fabricar estruturas em multimateriais (aço/alumínio/compósitos) através de técnicas avançadas (placas para o chão do automóvel, etc).


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Rodas

Diminuição de Peso:Utilizar aços de muito elevado limite de elasticidade, alumínios e multimaterais (metal/compósito).

Vidros

Diminuição de Peso:Generalizar o policarbonato no fabrico de todos os vidros;Conforto/Qualidade:Desenvolver vidros multifunções (antenas radiofrequência, adiabáticos, de opacidade variável, anti-gelo, hidro-dispersores, anti-intrusão etc.

Carroçaria


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Diminuição de Peso:Desenvolver novos aços para o fabrico de chapas mais finas;Utilizar materiais orgânicos para as alas laterais (termoplásticos), portas (compósitos) e materiais insonirizadores (polímeros);Aumentar o uso do magnésio;Aumentar a aplicabilidade de compósitos de carbono;Usar alumínio e plástico para peças como a porta da mala e parte inferior das portas;Iniciar o uso de perfis de aço revestidos a alumínio e/ou plástico em veículos de gama alta ou de nichos de mercado.

Custos:Fundir alumínio sobre pressão para conceber peças mais complexas como a base monobloco;Fabricar peças de carroçaria coloridas evitando posterior pintura;

Reciclagem:Usar misturas de plásticos reciclados para as cablagens, braçadeiras, tampões das rodas, etc.


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Habitáculo

Diminuição de Peso:Usar magnésio para o fabrico do volante, coluna de direcção, armadura dos assentos, transversais do chão e base do painel de bordo;Utilizar multimateriais (metais/compósitos) para os assentos;Utilizar fibras vegetais para os painéis das portas, tablier, ...


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Conforto:Desenvolver tecidos anti-odores, anti-transpiração, anti-bactérias;Procurar texturas e cores mais estéticas para os plásticos;Investigar o toque e odores em materiais alternativos.

Qualidade:Fabricar peças por multi-injecção combinando os pontos fortes de diferentes tipos de plásticos formando um material com estrutura rígida, formas ergonómicas e de design apelativo.

Reciclagem:Reduzir o número de plásticos utilizados para facilitar a sua valorização.


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