El futuro de los automóviles es de dominio público. Todos sabemos que los vehículos estarán cada vez más conectados, inteligentes y autónomos, además de estar equipados con las más diversas herramientas para simplificar la rutina de los usuarios. Sin embargo, hay poca discusión sobre las tecnologías para el sector automotriz en el ramo industrial, que es la verdadera base de toda esta transformación.
Esto se debe a que, si bien los automóviles eléctricos, híbridos y autónomos son temas extremadamente interesantes y emocionantes, no todos recuerdan que este tipo de innovación también requiere una vasta contraparte científica e industrial: las carrocerías deben optimizarse, los bloques de motor deben ser más livianos y los procesos de fundición exigen cada vez más eficiencia.
La buena noticia es que las grandes fundiciones y la metalurgia han invertido mucho en el desarrollo de soluciones de vanguardia para este mercado. La fundición optimizada, las aleaciones especiales y los metales inteligentes ya están en la mira de los centros de investigación de todo el mundo y prometen dominar el mercado de piezas originales (OEM), revolucionando la industria en los próximos años. Entonces, ¿qué tal si echamos un vistazo a algunas de estas tendencias?
Ligereza: la base de las nuevas tecnologías para la fundición automotriz
Con la entrada en vigor, en todo el mundo, de leyes más estrictas para reducir la emisión de gases contaminantes, las montadoras iniciaron el proceso de desarrollar vehículos más livianos, que consuman menos combustible y, por lo tanto, contaminen menos. Y ya existen algunos casos de éxito en este sentido.
Para tener una idea, un Land Rover que pesaba unos 3.100 kg en 2010 y producía 327 gramos de CO² por cada 100 km recorridos, actualmente pesa 2.200 kg y produce 194 gramos de CO² por cada 100 km recorridos. En cifras más directas, estamos hablando de una reducción del peso del 29% y de casi un 41% en la emisión de contaminantes.
Ante este escenario, es natural que aumente la búsqueda de materiales más ligeros y, a los ojos de las grandes fundiciones, las aleaciones especiales ya están presentes en varios componentes. Esto se debe a que el proceso de preparación y fundición permite la creación de una materia prima más liviana e incluso más duradera que el hierro y el acero, que son elementos omnipresentes entre las autopartes. Es por ello que su uso en el sector de la automoción ha crecido de forma exponencial en los últimos años.
La fabricación aditiva bajo demanda gana un nuevo impulso
Y como todo indica que los metales más ligeros serán los protagonistas de esta nueva era de la metalurgia, es natural que las técnicas de ingeniería de producción innovadoras que tienen en cuenta las características mecánicas del producto final y también los costos de fabricación estén en constante desarrollo. Entre ellos, el desarrollo de prototipos más baratos y con menos “time to market” ha ido ganando cada vez más espacio, especialmente con la implementación de la fabricación aditiva.
Esto se debe a que, a diferencia de lo que ocurre en el proceso de moldeo y fundición más tradicional, las piezas con geometrías complejas se pueden prototipar y probar ya en un estado muy similar a su forma final con la impresión 3D, lo que contribuye a la eficiencia y agilidad en los procesos de ajuste y adaptación.
Al parecer, esta técnica no tardará en dejar que las fundiciones y la metalurgia invadan la línea de producción de las propias montadoras, utilizándose incluso en la fabricación de componentes más robustos y piezas singulares, como bloques de motor y elementos de transmisión mecánica.
Es decir, esto significa que la fabricación aditiva se ha utilizado cada vez más para generar productos prácticamente acabados, requiriendo muy poco trabajo de mecanizado, lo que implica una reducción de las pérdidas de material y tiempos de fundición más cortos que otros procesos, factores que impactan positivamente en los costos de fabricación.
Tendencias para estar atentos en la industria
Además de estas tecnologías que están ayudando a transformar el sector automotriz, también es importante estar atento a los nuevos desarrollos y procesos que, aunque todavía en pañales, prometen un futuro mucho más dinámico y sostenible en lo que respecta a la industria automotriz – y toda la cadena de proveedores.
Y no es ningún secreto que la mayoría de los materiales metálicos se producen mediante fundición, que aplica una gran cantidad de energía al mineral para fundirlo y dar lugar al metal en cuestión. Tal y como dicta la legislación, hasta que se alcancen altos niveles de pureza, el material debe pasar por varios procesos de refinado, que a pesar de asegurar la ligereza ideal, terminan elevando su precio final.
El problema es que, durante este proceso, se eliminan varios gases que contribuyen al efecto invernadero, aunque muchas empresas no hacen ningún esfuerzo por garantizar su contraparte ambiental. Pero … ¿y si hubiera un proceso que prescindiera de los altos costos energéticos de una fundición, no produjera gases de efecto invernadero y, en un solo paso, transformara la materia prima mineral en metal de alta pureza?
Aquí es donde entra la electrólisis. Después de que científicos del Massachusetts Institute of Technology (MIT) descubrieron que este proceso es capaz de separar y purificar metales de una forma mucho más limpia y económica, muchas startups y centros de innovación comenzaron a estudiar su aplicabilidad en la fundición de repuestos.
Básicamente, la idea es que los minerales pasen por el proceso de fundición por electrólisis para que los gases liberados permanezcan extremadamente puros y se acumulen en la superficie de los metales al final del proceso. Por lo tanto, estos gases se pueden recolectar y reutilizar fácilmente para otros fines industriales.
Además, se estima que la electrólisis puede garantizar la obtención de metales a través de un proceso único, continuo y más compacto, lo que permite construir plantas metalúrgicas más pequeñas y económicas para satisfacer altas demandas, ¡lo que resulta en considerables ganancias ambientales! Quién sabe no es una buena apuesta estar atento al futuro, ¿verdad?
Magnesio al alcance de la industria automovilística
Otra de las tecnologías para la fundición automotriz que recientemente despertó el interés de esta industria fue la aplicación de aleaciones de magnesio superligeras en vehículos. Desarrollado por ingenieros australianos en la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), este proceso es capaz de generar piezas fundidas de aleación de magnesio de integridad extremadamente alta a partir de moldes permanentes.
Aquí, estamos hablando de bloques de motor de magnesio que son hasta un 30% más livianos que los bloques de aluminio y solo un tercio del peso de un bloque de hierro fundido, por ejemplo. Estas ganancias tan significativas ya están llamando la atención de varios fabricantes de automóviles, que están analizando la tecnología.
En asociación con los principales fabricantes de automóviles, estos investigadores han construido una planta piloto para la producción de fundiciones de magnesio y la cartera ya incluye ruedas para automóviles y bloques para motores de motocicletas de 750 cc, refrigerados con agua.
Y desde un punto de vista operativo y económico, el uso de moldes permanentes es una verdadera mano en el volante para las empresas metalúrgicas, ya que este proceso de fundición no requiere alta presión ni vacío. En él, el molde se llena lentamente de abajo hacia arriba, minimizando el atrapamiento de aire y la oxidación, produciendo piezas sin defectos y reduciendo la pérdida de material durante la fusión.
Aquí en RIO, nos gusta anticiparnos al futuro y siempre estamos buscando nuevas soluciones inteligentes y prácticas para su aplicación en el mercado de piezas de automóviles originales. Por eso invertimos constantemente en investigación y desarrollo, todo para hacer que nuestro proceso sea aún más preciso y ágil. ¡Entre nen contacto con nuestro equipo, hable con nuestros expertos y descubra nuestras soluciones y tecnologías de vanguardia!
