Análise das implicações
do uso dos novos aços
de alta resistência mecânica
na indústria automobilística
Adilson Tenório da Silva
General Motors do Brasil Ltda
Congresso SAE Brasil 2004 – São Paulo – novembro de 2004
Sumário
• Introdução
• Aspectos a considerar
• Geometria da peça
• Ferramenta
• Equipamento
• Processo de estampagem
• Processo de solda
• Volume de produção
• Avaliação em peças existentes
• Conclusão
Introdução
Nos últimos anos a indústria
siderúrgica tem desenvolvido novas
famílias de aços de alta resistência
mecânica, inclusive impulsionada
pelo Projeto ULSAB, cujos resultados
mostraram a possibilidade de uso
intensivo desses aços na indústria
automobilística.
->
Introdução
Em diversos eventos, ao longo dos
últimos anos, as usinas brasileiras e
também algumas estrangeiras têm se
manifestado aptas a produzir os novos
aços de alta resistência mecânica,
como Dual Phase e TRIP, e que só
depende das montadoras sua
utilização em grande volume.
->
Introdução
No entanto, a utilização massiva
desses aços não é tão simples como
pode parecer à primeira vista. Muitas
práticas precisam ser reformuladas
para se adequar às características
desses novos aços.
Neste trabalho serão apresentadas
algumas análises daquilo que precisa
ser repensado para atingir esse uso
intensivo esperado pelas usinas.
Aspectos a considerar
1-Geometria da peça
Aços de alta resistência mecânica
implicam em nova conceituação da
peça estampada. Devem ser projetadas
visando:
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Estampar por embutimento
Formar num único estágio
Transições suaves
Profundidade de repuxo uniforme
Prever nervuras para restringir ret. elástico
Maiores tolerâncias dimensionais.
Geometria favorável
nervuras
transições suaves
extremidade aberta
Aspectos a considerar
2-Projeto e construção da ferramenta
Precisam se adequar às características
desses aços:
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Dimensões adequadas às da prensa
Prever maior força no prensa-chapas
Raios pequenos
Frisos anti-rugas de formato diferente
Melhores fundidos
Tratamento de superfície
Ângulo de compensação de retorno elástico
Rigidez da ferramenta
Folgas justas.
Formato dos frisos
frisos anti-rugas
Aspectos a considerar
3-Equipamento
Conforme o grau de resistência do aço, a
capacidade da prensa pode ser insuficiente
para formar adequadamente a peça.
Parte-se, então, para uma prensa de maior
capacidade, consequentemente, maiores
dimensões (relação tamanho ferramenta x
tamanho prensa).
Pode-se com isso gerar condições
indesejáveis para a vida do equipamento.
Equipamento
Prensa de 1000 t
Mesa de 2500 x 4500 mm
Ferramenta
1200 x 1800 mm
Prensa de 1600 t
Mesa de 3000 x 4800 mm
Aspectos a considerar
4-Processo de estampagem
Um risco incorrido no uso de aços de alta
resistência é a alocação da ferramenta em
prensa de maior capacidade, trazendo
problemas de ergonomia.
No caso de trabalho com robôs pode ter
problema de alimentação ou retirada da
peça, quando se usa braço muito comprido,
ou perda de produtividade.
Ergonomia
?
Aspectos a considerar
5-Processo de solda
Embora o processo de solda não seja
uma restrição, existem questões em
estudo pela engenharia:
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Perda de dureza na ZAC
Aumento da dureza na solda
Comportamento em fadiga
Soldabilidade dos aços com Ceq alto.
Aspectos a considerar
6-Volume de produção
O tamanho das peças que são aplicação
típica para esses aços, e a quantidade de
veículos produzidos no Brasil somam um
volume pequeno.
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Baixos consumos mensais
Corridas de aço relativamente grandes
Administração do estoque
Custos de inventário.
Aspectos a considerar
7-Avaliação em peça existente
Pode conduzir a resultados negativos,
considerando que:
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•
•
Folgas diferentes do necessário
Retorno elástico não compensado corretamente
Formato do blank possivelmente diferente
Raios não adequados.
Avaliação preliminar
4 mm mais aberto que
o modelo
Avaliação preliminar
Falta de material
Conclusão
Esta análise não quer dizer que é impossível
usar estes novos graus de aço, mas que seu
uso requer adaptações. Esta deve ser a
principal razão do crescimento lento de sua
utilização no Brasil.
Para uma empresa que já tem uma estrutura
produtiva montada, a decisão de usar estes
aços pode levar a custos não visíveis à
primeira vista.
->
Conclusão
Para uma empresa que está instalando ou
planejando novas instalações, a expectativa
de crescimento do uso desses aços pode
viabilizar a especificação de um processo
produtivo voltado para essas aplicações.