+ Entrevista:
Alumínio deve substituir cobre
Montadoras apostam em rodas forjadas de alumínio
para veículos de passeio
em componentes de eletrônica
embarcada
Necessidade de aumentar a eficiência de combustível explica mudança
+ Rodas:
Montadoras apostam em rodas
forjadas de alumínio para
Rodas fundidas de liga leve equipam automóveis; já as rodas forjadas de liga leve são quase que
veículos de passeio
exclusivas dos veículos comerciais, mais pesados, como caminhões, ônibus e carretas. Até agora
+ Transportes:
foi assim. O custo da produção de unidades forjadas, notadamente mais leves e resistentes
Alumínio aumenta capacidade de
carga de carretas em 6,5%
+ Meio Ambiente:
Ciclo de vida do alumínio é mais
porém mais onerosas, só se justificava em caso de veículos em que a redução de peso tivesse
efeitos diretos e evidentes – como aumento de carga –, e nos quais o conjunto pneu-roda fosse
regularmente submetido a fortes impactos e grandes esforços de deformação.
ecológico que aço e magnésio
+ Pesquisa:
Onde e como pesquisar sobre o
Mas os novos paradigmas ambientais das linhas de produção automotiva têm reinventado a roda.
alumínio
A necessidade premente de fabricar automóveis mais econômicos e com menores índices de
+ SUV:
emissão de poluentes tem invertido o conceito de valor nas montadoras norte-americanas: por lá,
Novo Explorer: mais leve e
já começa a ser mais barato investir na conformação por forjamento do alumínio para diminuir o
econômico com alumínio
peso das rodas do que deixar de economizar até 30% de massa (em relação às rodas fundidas)
apenas neste componente.
“Nos Estados Unidos, a regulamentação do governo prevê que a média de combustível da frota
de qualquer montadora atenda a aproximadamente 15 km/litro até 2016. Essa é a força motriz
que explica o grande esforço que vem ocorrendo para o uso de rodas forjadas de alumínio em
automóveis, que são 20% a 30% mais leves que as rodas fundidas”, conta Joel P. Alent, gerente
de contas especiais de produtos de rodas forjadas, da divisão de rodas e produtos de transporte
da Alcoa (AlcoaWheel and Transportations Products – AWTP).
Recentemente, a Alcoa Automotive Wheels, divisão da AWTP e sediada em Cleveland, Ohio-EUA,
foi selecionada pela GM para fornecer rodas forjadas de alumínio para o Cruze Eco 2011,
apresentado no Salão do Automóvel de Nova York, em abril desse ano. O carro tem desempenho
energético de 17 km/litro e percorre 800 km somente com um tanque de combustível –
performance que, segundo a montadora, deve-se principalmente à mudança na aerodinâmica e
às rodas mais leves. “A Alcoa trabalhou em estreita colaboração com a General Motors para
reduzir o peso da roda do Eco Cruze e, com isso, otimizar ao máximo o consumo de combustível”,
contou Brian Thomas, da área de marketing da AWTP.
Leveza das rodas forjadas é apontada pela GM como uma das
principais causas para o desempenho energético do novo Cruze
Eco
As rodas forjadas da Alcoa também equipam o Chevy Volt (da GM), compensam o aumento de
peso do sistema de powertrain do Vantage V12 (da Aston Martin) – que tem rodas de 19
polegadas –, e colaboram com a redução de 100 kg da nova versão do Murciélago LP 670-4
Super Veloce (SV), da Automobili Lamborghini.
Rodas forjadas de alumínio do Chevy Volt, da GM,
de 17 polegadas, pesam apenas 6,8 kg cada
Se as rodas fundidas em alumínio já trazem muitas vantagens em relação às rodas de aço, as
forjadas em alumínio prometem muito mais. “Além de as rodas forjadas serem mais leves que as
rodas fundidas, o momento de rotação de massa inercial na forjadas é significativamente menor
do que nas rodas fundidas, e isso ocasiona um grande impacto na economia de combustível”,
comenta Alent.
Segundo Thomas, a cada 45 kg de economia de peso do veículo, gera-se um aumento de 1,5% a
2% na economia de combustível. O Toyota Prius híbrido, por exemplo, tem rodas de alumínio
fundido de 15 polegadas que pesam 8,6 kg cada. A roda que a Alcoa desenvolveu para o Volt é
muito mais leve - 6,8 kg - apesar de ser maior (17 polegadas).
Para Thomas, a dirigibilidade também é benefício adicional à eficiência energética e à redução das
emissões de CO2 proporcionadas pelo uso de rodas forjadas. "Se você aumentar um grama da
roda, vai aumentar o esforço do motorista e os freios vão sentir. E, à medida que você reduzir o
peso não suspenso, melhora o desempenho do veículo”. Sem falar que, como o alumínio dissipa
calor muito melhor que o aço, o desgaste dos pneus e lonas de freio são significativamente
menores. Por aspectos como esses, o engenheiro afirma: "a roda de aço é base; na sequência
vem a roda de alumínio fundido; e depois, a roda de alumínio forjado". Do ponto de vista
financeiro, de acordo com Thomas, a fabricação de rodas forjadas passa a ser viável a partir de
uma produção de, no mínimo, 5.000 unidades.
De acordo com a European Aluminium Association, em 2000, as rodas de alumínio equipavam
cerca de 30 a 35% dos veículos de passageiros fabricados na Europa. Nos EUA e no Japão, essa
fatia ultrapassava a marca de 50% do mercado. Isso representa mais de 14% do consumo médio
de alumínio de um veículo. Nos Estados Unidos, a representatividade das rodas de alumínio, já
em 1999, foi de: 82% fundidas e 11% forjadas (incluindo todos os tipos de veículos). Na Europa,
a participação das rodas fundidas naquele ano registrou marca superior (mais de 85%), devido ao
menor grau de rodas forjadas para caminhões.
PROCESSO
Etapas de forjamento de rodas de alumínio
Rodas forjadas de alumínio são conformadas a partir de um bloco único de metal por forjamento
a quente e operações posteriores de tratamento térmico (que maximiza as propriedades de
resistência mecânica), usinagem de alta precisão (que assegura que cada roda seja perfeitamente
balanceada, eliminando vibrações quando em movimento e garantindo menor desgaste dos pneus
e maior conforto ao dirigir) e acabamento (como ataques químicos e pintura). As ligas padrão
mais utilizadas são: EN AW-AlSi1MgMn (6082)– na Europa, e AA 6061(AlSiMgCu) – nos Estados
Unidos.
Os materiais forjados apresentam maior resistência à fadiga em relação aos fundidos devido à
ausência de porosidade e à microestrutura mais refinada e homogênea obtida por esse processo.
Em termos de acabamento, a microestrutura trabalhada das rodas forjadas permite uma
usinagem de alto brilho e o polimento das faces decorativas do cubo e, assim como na fundição,
o processo de forjamento garante flexibilidade de design. O forjamento não é limitador de formas
arrojadas e designs modernos, mas que, obviamente, existe uma relação entre processo de
fabricação, custo e potencial de estilo.
Para ver modelos e especificações de rodas forjadas usadas em veículos como Audi A4, Corvette
(2000 a 2003) e Bravada (2002-2003), consulte o Manual Técnico da European Aluminium
Association. Ao entrar no Manual, clique em “aplicações”, em seguida, em “chassis” e, por fim,
em “rodas”.