La fabricación de automóviles de estructuras ligeras supone una lucha por cada kilogramo de peso, supone un nuevo desafío para los estrategas de la fabricación. Se requieren nuevos procesos y tecnologías de producción para que estos diseños ligeros sean viables también desde el punto de la rentabilidad. AUTOMATICA 2014 pone su ojo en el sector del automóvil
AUTOMATICA, que tendrá lugar del 3 al 6 de junio de 2014 en Múnich, exhibirá las innovaciones de la industria internacional de la automatización, basadas en los cambios que están teniendo lugar en las tecnologías de producción en la industria del automóvil.
A partir de 2020, los fabricantes de automóviles europeos se enfrentarán a límites más estrictos de emisiones de CO2. "Los fabricantes alemanes de automóviles están poniendo todo su empeño en reducir las emisiones de CO2. El desarrollo de motores altamente eficientes, el downsizing de la potencia de accionamiento de los motores, las nuevas generaciones de cajas de cambio y la optimización del peso trajeron consigo mejoras significativas ya en los últimos años. Pese a todos los avances, se necesitan más esfuerzos para cumplir con las restrictivas normas de la UE", asegura el Dr.-Ing. Ulrich Eichhorn, gerente de la Asociación de Fabricantes de Automóviles (VDA).
El tema de la construcción ligera se encuentra a la cabeza de la lista de prioridades. Menos peso significa menos consumo de combustible, lo que significa menos emisiones.. Sin embargo, la ecuación que puede ser tan simple en la teoría, resulta difícil de solucionar en la práctica, ya que los materiales ligeros como el aluminio, el magnesio y la fibra de carbono son mucho más caros que el acero. Y su procesamiento requiere de nuevas tecnologías y procesos de fabricación.
Cambio de tecnología en plena marcha
Una mirada a la planta de BMW en Leipzig, donde se fabrica el innovador vehículo eléctrico i3, pone de manifiesto las radicales diferencias en comparación con la fabricación clásica de automóviles. La arquitectura del vehículo sigue un planteamiento completamente nuevo. El i3 se separa horizontalmente. En el módulo del accionamiento, que contiene el motor completo con las baterías incluidas, se encuentra el habitáculo, el módulo Life. El chasis está compuesto por un marco de aluminio, pero el habitáculo, ultraligero y de alta resistencia, está hecho de plástico reforzado con fibra de carbono. Una vez finalizado el montaje, estos dos módulos se pegan. Esta tecnología de unión tiene ventajas significativas y es ideal para unir diferentes materiales.
Sin lugar a dudas, el prestigioso proyecto de BMW i3 se aleja mucho en cuanto a técnica de fabricación de los modelos convencionales, pero el cambio de tecnología está en plena marcha. En todos los modelos de automóviles se apuesta por la construcción ligera y se asocia a combinaciones de materiales, nuevos materiales, métodos de mecanizado y de unión. Concentrando los esfuerzos en innovación, los integradores de sistemas, fabricantes de robots y componentes deben enfrentarse ahora también al reto de implementar los requerimientos técnicos de OEM y TIER 1.
Nuevas aplicaciones, nuevos robots
Ya en AUTOMATICA 2012 pudo verse claramente que no solo los gigantes de la industria ABB, Fanuc, Kuka y Yaskawa llegan con desarrollos pioneros; también otros fabricantes sorprenden con productos tecnológicos destacados para la construcción ligera en el automóvil.
Stäubli, por ejemplo, exhibió un nuevo robot de fresado diseñado para mecanizar materiales compuestos reforzados con fibra. El mecanizado de CFRP se rige por sus propias reglas y precisa de robots rápidos y precisos con un amplio alcance. La presentación de nuestro robot de mecanizado de CFRP en AUTOMATICA desató un gran interés. Desde ese momento, los fabricantes de equipos originales y los proveedores están trabajando con estas máquinas tanto para mecanizar el plástico como el CFRP", afirma Manfred Hübschmann, gerente de Stäubli Robotics.
La necesidad de soluciones de unión
Plástico, CFRP, magnesio, aluminio: el uso de diferentes materiales en la construcción ligera de automóviles requiere no solo de nuevas tecnologías de mecanizado, sino también para su procesamiento. En este campo se perfila la tecnología de unión como la gran ganadora. Según los expertos, la cantidad de adhesivo por vehículo, que ya llega a 20 kilogramos, incrementará a medio plazo en un tercio. Si antes solo había que pegar los cristales, hoy las aplicaciones de unión llegan a todas los campos del automóvil, desde la construcción de la carrocería hasta los elementos funcionales y de diseño.
El sector trabaja desde hace años en la innovación de los procesos para las aplicaciones de adhesivos y selladores. Obviamente, los fabricantes de robots son capaces de realizar soluciones seguras para las aplicaciones estándar. Sin embargo, los usuarios siguen viendo un potencial de optimización de los procesos. Se requieren tecnologías no demasiado exigentes en lo que se refiere a precisión de ajuste de las partes que se van a unir y que garantizan una velocidad alta y constante del proceso.
Estos requisitos solo pueden resolverse con innovadores equipos de unión en los que los componentes de alta tecnología de la robótica, la medición y los sensores forman un sistema perfecto. La medición en línea de las distancias entre bordes, el control en tiempo real de las dosis, la velocidad de desplazamiento del robot, así como el desarrollo de nuevos adhesivos respetuosos con el medio ambiente son algunos de los temas principales de la industria.
Producción automatizada de materiales compuestos en AUTOMATICA 2014
La automatización a la hora de fabricar los componentes ligeros, especialmente en el área de los materiales compuestos reforzados con fibra (composites) será otro tema central de AUTOMATICA 2014. La exposición especial "Producción Automatizada de materiales compuestos" y "La conferencia sobre producción industrial de materiales compuestos", que tendrán lugar del 5 al 6 de junio en el Centro de Prensa Ost, tratarán el estado más actual de la técnica para incrementar la velocidad del proceso y reducir el coste de producción.