Materiales Utilizados en la Fabricación de Carrocerías

Acero

El acero es el material más usado en la fabricación de carrocerías. Se emplean espesores desde 0,5 mm hasta 3,0 mm, la mayoría entre 0,8 mm y 1,0 mm. Las estructuras de vigas se fabrican de acero con espesores mayores.

Características

• Buena relación coste-resultados.
• Existe industria desarrollada para su fabricación y transformación.
• Proporciona resistencia y rigidez con una relación peso/coste razonable.
• Alta capacidad de absorción de energía.
• Buenas propiedades frente a la fatiga.
• Apto para recibir acabados de pintura de calidad.
• Buena resistencia a la corrosión.
• Peso de la estructura mejorado con aceros de alto límite elástico y aleados.
• Apto para recibir revestimientos superficiales.
• Fácil de embutir.
• Buena soldabilidad.

Los aceros más usados son:

• Acero de conformación en frío.
• Acero laminado en caliente y decapado.
• Acero de alto límite elástico (ALE) o de alta resistencia (HSS).
• Acero de alta resistencia y baja aleación (HSLA).
• Acero de muy alto límite elástico (MALE).
• Acero avanzado de alta resistencia (AHSS).
• Acero de ultra alta resistencia (UHSS).
• Acero ultrarresistente de baja aleación (UHSLA).

Acero Inoxidable

Su uso es limitado debido a su precio elevado. Se emplea debido a su capacidad anticorrosiva cuando se trabaja en ambientes que lo requieran, como en los sistemas de escape, o por estética en vehículos de alta gama.

Aleaciones Ligeras: Aluminio

El aluminio puro es muy blando, por lo que no se usa. Cuando hablamos de aluminio, nos referimos a aleaciones en las que el elemento mayoritario es el aluminio. La fabricación de estas aleaciones a partir de los minerales es más cara que la obtención del acero. Se emplea en el automóvil cada vez más porque es más barato de reciclar que el acero. Es más ligero que el acero a igualdad de resistencia mecánica, por lo que consigue reducir el peso del vehículo.

Ventajas del aluminio para su uso en el automóvil:

• Su peso específico es la tercera parte que el del acero.
• El óxido de aluminio forma una capa fina muy estable, que se renueva periódicamente, evitando la degradación del material.
• Facilidad de reciclado.
• Valores de rigidez adecuados.
• Buena conformabilidad.
• Adecuado para soldadura MIG.
• Gran capacidad de absorción de energía.
• No es tóxico.

Clasificación del Aluminio

No tratables térmicamente:

• 1XXX Aluminio puro (pureza superior al 99%).
• 3XXX Aleado con Manganeso (Al-Mn / Al-Mn-Cu).
• 5XXX Aleado con Magnesio (Al-Mg / Al-Mg-Mn).

Tratables térmicamente:

• 2XXX Aleado con Cobre (Al-Cu-Mg / Al-Cu-Si-Mg).
• 6XXX Aleado con Magnesio y Silicio (Al-Mg-Si-Mn).
• 7XXX Aleado con Zinc (Al-Zn-Mg / Al-Zn-Mg-Cu).
• 8XXX Aleado con otros elementos (Fe, Li, Ti, B…).

Aleaciones Ultraligeras: Magnesio

Al igual que el aluminio, el magnesio se emplea aleado con otros materiales. Sus aleaciones son más ligeras que las de aluminio y con mejores propiedades mecánicas. Su uso está limitado por su alto precio.

Materiales Sintéticos

Son materiales derivados del petróleo, conocidos genéricamente como plásticos. Hay una gran variedad de tipos con propiedades muy distintas. Deben identificarse con un código de letras y/o números para facilitar su reparación y reciclado. Los empleados en el automóvil deben ser reciclables. En los últimos años están apareciendo piezas fabricadas con plásticos reciclados cuyas posibilidades de reparabilidad son peores a las de los plásticos nuevos. El uso de estos plásticos se produce por motivos medioambientales.

Los materiales sintéticos se clasifican en dos grandes grupos:

• Materiales termoplásticos: Presentan la propiedad de poder ser moldeados al calentarlos a ciertas temperaturas, por lo que son idóneos para fabricar piezas mediante moldes y se facilita su reparación mediante calor, con o sin aportación del mismo material.
• Materiales termoestables: Se queman al calentarlos, por lo que la reparación se suele hacer con distintos elementos, como resinas epoxi reforzados con fibras de vidrio o malla metálica.

Nuevos Materiales

Es interesante el uso de materiales activos que son capaces de recuperar su forma original al ser calentados. A partir de una aleación de níquel y titanio se puede fabricar uno con estas características. También se usan polímeros con efecto memoria.

Las fibras de carbono son usadas para distintos elementos. Como ventaja, presentan su peso muy ligero y, como inconveniente, está su fragilidad ante los cambios bruscos de temperatura (frenos) y la necesidad de su mantenimiento con aceites, ya que se resecan con el tiempo, volviéndose quebradizos.

Se están ensayando estructuras fabricadas con un derivado del carbono denominado grafeno (grafito sometido a presión en redes con espesores de hasta un átomo) con las que se consigue una rigidez muy alta con un peso muy ligero.

Tendencias en el Uso de Materiales

Actualmente, las estructuras y carrocerías se fabrican mezclando distintos materiales para mejorar sus características mecánicas y reducir el peso total del conjunto.