Diseño y fabricación de componentes metálicos para la carrocería
En el diseño y fabricación de componentes metálicos para la carrocería de los automóviles, hay varias innovaciones que han surgido recientemente. Estas innovaciones se centran, fundamentalmente, en mejorar la resistencia, la eficiencia y la seguridad de los vehículos. Linde y Wiemann Group, abordada en este artículo sus últimos avances en innovación.
(Autor: Linde y Wiemann Group)
Linde y Wiemann Group (en adelante L+W) es una multinacional con más de 80 años de vida, que cuenta con 2.400 empleados dedicados en 19 ubicaciones en 8 países en 4 continentes. El Grupo L+W es considerado, en el sector del automóvil, como un socio competente y prioritario para la industria en todo el mundo, ya que proporciona soluciones avanzadas de conjuntos soldados que forman parte de la carrocería de los vehículos.
Los principales productos que L+W entrega a los fabricantes de coches (OEM´s) son, entre otros, las denominadas taloneras, los montantes A y B, así como las partes estructurales del frontal, el cuadro (salpicadero) y el chasis.
Nuestros productos se basan en un alto nivel de conocimiento de los procesos utilizados en el campo de diferentes tecnologías, como son:
- Tecnología de conformado en frio (proceso de estampación y perfilado)
- Tecnología de conformado en caliente (proceso de perfilado)
- Tecnologías de unión que combinan las dos tecnologías anteriormente indicadas.
Estas tecnologías son complementarias entre sí para aportar soluciones de productos innovadores y adaptados a las necesidades de nuestros clientes en combinación con materiales metálicos existentes en el mercado.
L+W, como empresa con larga experiencia en el sector del automóvil, colabora activamente en el diseño y desarrollo para el conformado y unión de metales para encontrar las soluciones adecuadas orientadas al futuro que se adaptan a los requisitos de los clientes. Asimismo, se centra en el diseño y desarrollo de nuevos productos que contribuyan a aumentar la seguridad de los vehículos a la vez que reducen su peso.
Figura 1: Muestra de diferentes conjuntos soldados formados por perfiles y piezas estampadas, y su posición en el coche
El conjunto talonera es uno de los principales productos diferenciadores de L+W, siendo la base del mismo los perfiles abiertos como se observa en la foto posterior, (figura 2). Sobre esa base de perfil se unen otros componentes metálicos de manera que se forma el conjunto definitivo.
Figura 2: Conjunto talonera perfil + refuerzos estampados
L+W diseña y desarrolla para conceptos de carrocería orientados a la resolución de nuevas necesidades de los vehículos, como refuerzos de talonera basados en la tecnología de perfilado de manera que cumplan los requisitos de crash definido en la fase de diseño del producto final.
El resultado son conjuntos preparados para su instalación en los laterales de la carrocería de los coches con distintas variantes y longitudes, fabricados con aceros ultrarresistentes o de resistencia ultra alta y de gran calidad.
Estos productos denominados taloneras se basan en el principio de modularidad y flexibilidad lo que implica que pueden ser implementados en carrocerías de plataforma global respectiva de cada OEM. Esto aporta al cliente ventajas significativas respecto a costes en comparación con los procesos convencionales ya que reducen sus costes de industrialización y de fabricación de utillajes específicos para conseguir la geometría del producto previamente definida en la fase de diseño del mismo.
Debido a la modularidad y flexibilidad del proceso de manufactura de perfilado, un punto importante a destacar es que se incrementa la competitividad de los fabricantes de coches (OEM´s) ya que los costes asociados a los productos se pueden optimizar, pues se genera una economía de escala por volumen de piezas anual, ya que el mismo producto o un producto con pequeñas modificaciones puede ser utilizado en diferentes modelos de coches, además de que los diferentes componentes que forman parte del conjunto final son la mayoría de las veces comunes.
La integración de perfiles conformados en frío, como refuerzos de talonera en el conjunto piso, supone un hito crucial para poder concebir diferentes modelos de coches con el mismo concepto de producto.
En el proceso de perfilado, los productos que se pueden fabricar son perfiles abiertos o perfiles cerrados. Los perfiles abiertos tienen diferentes funciones y forman parte de la carrocería del coche.
Cuando se fabrica un perfil se pueden aplicar dos tipos de procesos diferentes:
- Para perfiles abiertos, el proceso consiste en el conformado del material base que es una bobina de acero en diferentes pasos.
- Para perfiles cerrados, el proceso se basa en perfilar en frio la materia base y soldar los bordes, principalmente con tecnología láser.
El proceso de perfilado radica en conformar en frio un acero al carbono en diferentes pasos dependiendo de la geometría final del producto teniendo en cuenta su longitud, la sección de perfil abierto o cerrado y los cortes asociados al mismo.
En función de los diferentes pasos se diseña el proceso de manufactura del perfil y se determina la cantidad exacta de pasos necesarios, de manera que posteriormente se diseña y desarrolla la geometría de los rodillos que forman parte del proceso completo de perfilado. (Ver figura 3)
Figura 3: Conjunto de rodillos para fabricar un perfil
El material se va conformando progresivamente en diferentes etapas, de manera que en cada paso se va fabricando parte de la geometría del producto final, para evitar de este modo que durante el proceso de perfilado se puedan generar grietas o microgrietas en aquellas partes de la geometría como pueden ser las curvas o áreas de doblado crítico.
Respecto a las estaciones de trabajo de un proceso de perfilado, se trata de un proceso que tiene varias estaciones que se indican en la figura 4. El número de estaciones depende de si las piezas van a ser perfiladas abiertos o cerrados, y con sección constante o con sección variable a lo largo del perfil.
En la figura 4 se indica un proceso de perfilado cerrado para perfiles que luego van a tener sección variable. En ella se pueden ver todas las estaciones y las funciones que tiene cada estación.
Figura 4: Estaciones de trabajo de un proceso de perfilado
En el caso de los perfiles de sección variable, que se observan en la figura 5, se realizan mediante el proceso de perfilado en caliente, pudiéndose llevar a cabo perfiles de diferentes geometrías de producto, gracias a que posteriormente se realiza un proceso de conformado en caliente.
Figura 5: perfiles de sección variable
Por otro lado, en relación con la soldadura de componentes para fabricar el conjunto final, cabe destacar que el perfil es la base donde posteriormente se sueldan otro tipo de piezas, normalmente refuerzos.
Figura 6: Soldadura de componentes para fabricar el conjunto final
Los procesos de soldadura para fabricar el conjunto talonera, que incluyen estos refuerzos, pueden ser por fusión de materiales:
- Soldadura por puntos
- Soldadura MAG
- Soldadura por láser
Dependerán de las especificaciones técnicas definidas en el proceso de diseño y desarrollo del producto definidos conjuntamente con los clientes.
Igualmente, hay que tener en cuenta que durante el proceso de soldadura se aporta calor que, en ocasiones, puede deformar el conjunto soldado y, por ello, hay que definir el proceso de secuencia de soldadura para reducir estas potenciales deformaciones.
Como resumen, L+W es una empresa que diseña y desarrolla soluciones innovadoras avanzadas de conjuntos soldados estructurales que forman parte de la carrocería de los vehículos, siempre orientados a la resolución de nuevas necesidades de los automóviles actuales, con el objetivo de aumentar la seguridad de los vehículos a la vez que se reducir su peso.