Como funciona o corte de metal automotivo

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Os cortadores de plasma usam um fluxo ionizado de gás para cortar metal e podem ser programados para serem extremamente precisos. Veja mais fotos de ferramentas elétricas. © iStockphoto.com/Dainis Derics

O grande artista Michelangelo teria dito: "Cada bloco de pedra tem uma estátua dentro dele e é tarefa do escultor descobri-la."

Tudo bem se você estiver esculpindo mármore com um cinzel, mas e se a obra-prima em que estiver trabalhando for um carro? Ou uma fábrica cheia de carros, todos construídos principalmente de aço?

O aço é incrivelmente forte, mas é leve o suficiente para ser usado como um dos principais materiais na fabricação de automóveis. Mas com uma substância tão resistente, como cortá-la nas inúmeras formas complexas que se juntam para formar um automóvel funcional?

Na verdade, existem várias etapas na criação de uma carroceria ou chassi de automóvel acabado - instalando peças como portas, capôs ​​e subconjuntos de quadros. Este artigo se concentrará em apenas uma dessas etapas - cortar o metal antes de ser concluído e preso a um carro.

As ferramentas e técnicas de corte descritas nas próximas páginas são usadas por fornecedores da indústria automotiva e também por oficinas independentes. Freqüentemente, em vez de um artesão cortando o metal manualmente, as peças brutas são colocadas sobre ou dentro de uma máquina computadorizada que pode cortar e moldar a peça com medidas precisas. Na verdade, você descobrirá que os computadores são aplicados a tudo, desde o corte de painéis de metal à estrutura de usinagem e peças de motor.

Continue lendo para aprender sobre as tecnologias de corte de metal que ajudam a indústria automotiva.

O corte de metal automotivo usa muitas das mesmas técnicas e tecnologias do corte de metal para outras indústrias de fabricação, como a construção naval.

Para trabalhos pequenos e de baixo volume que não requerem uma precisão superprecisa - por exemplo, o tipo de corte de metal feito na garagem de uma oficina automotiva - a ferramenta pode ser tão simples quanto uma tesoura de corte manual.

Mas para trabalhos de maior volume, ou para aqueles na fabricação de automóveis que exigem cortes muito precisos, o equipamento fica mais complicado. Por exemplo, lasers controlados por computador, cortadores de plasma e jatos de água são comumente usados ​​por uma série de razões:

  • Eles podem cortar muito material rapidamente.
  • Os controles computadorizados garantem que haja poucos erros.
  • A maior precisão ajuda a diminuir o desperdício e, portanto, reduz custos.

Na altamente competitiva indústria de fabricação de automóveis, os fornecedores de componentes automotivos estão sempre procurando ferramentas que possam economizar mão de obra sem sacrificar a qualidade.

Aqui estão alguns instantâneos rápidos de como funcionam as ferramentas de corte pesadas de precisão:

Lasers: Os lasers funcionam bem para cortar chapas de aço de até 1,27 cm de espessura e alumínio de até 0,9 cm de espessura. Os lasers são mais eficazes em materiais livres de impurezas e inconsistências. Materiais de qualidade inferior podem resultar em cortes irregulares ou respingos de metal derretido na lente do laser.

Plasma: O plasma libera um fluxo ionizado de gás passando por um eletrodo carregado negativamente dentro do bico da tocha. O metal a ser cortado, entretanto, está carregado positivamente. Quando o gás entra em contato com o metal, ele cria uma área superaquecida entre 20.000 e 50.000 graus Fahrenheit (11.093 e 27.760 graus Celsius) que corta o metal [fonte: Rupenthal and Burnham].

Para que os carros tenham a melhor aparência e desempenho, suas peças de metal devem ser cortadas dentro de faixas muito estreitas de precisão, chamadas tolerâncias. Para saber mais sobre os avanços que estão melhorando essa precisão, vá para a próxima página.

Um jato de água passa por uma compilação de aço, bloco de concreto e espuma de poliestireno durante uma demonstração no Laboratório de Jato de Água de Alta Pressão da Universidade de Missouri-Rolla em Rolla, Mo. AP Photo / Kelley McCall

A fabricação automotiva é um jogo constante de melhoria - os compradores de automóveis esperam mais refinamento, desempenho e segurança dos veículos mais novos, mas normalmente não querem pagar muito mais por eles. Tornar os veículos estruturalmente mais fortes, construídos com mais precisão e ainda acessíveis significa abraçar os avanços da tecnologia como os descritos abaixo:

EDM: A Usinagem de Descarga Elétrica de Fio, ou EDM, corta metais ao produzir uma poderosa faísca elétrica. Um eletrodo carregado negativamente feito de molibdênio ou latão revestido de zinco libera uma faísca quando em estreita proximidade com a peça de metal carregada positivamente. A vantagem deste método: pode atingir uma precisão de 1/10 000 de polegada. Isso é 10 vezes mais estreito do que a largura de um cabelo humano! [fonte: Ley]

O EDM tem algumas desvantagens, no entanto. Por um lado, ele só funciona em materiais eletricamente condutores. Por outro lado, é muito lento - até 10 vezes mais lento do que nossa próxima tecnologia [fonte: Rupenthal and Burnham].

Jactos de água: Pense nos jatos d'água como uma lixa líquida de alta pressão. Jatos d'água usam um processo chamado "erosão supersônica a frio" para explodir o material com água e algum tipo de aditivo granular, chamado de abrasivo. Essa combinação permite que os jatos de água cortem metais de até 25,4 centímetros de espessura e com alto grau de precisão [fonte: KMT Waterjet Systems].

Esta ferramenta de corte de metal obteve uma exposição de alto perfil de entusiastas de carros Jay Leno e de celebridades na loja de personalização de carros West Coast Customs. É relativamente fácil de usar e pode cortar muitos materiais diferentes além de metais.

Para obter mais informações sobre corte de metal automotivo e outros tópicos relacionados, siga os links na próxima página.

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Fontes

  • Oculto, Steve. "Usando um Cortador de Plasma Portátil." O Fabricator.com. 30 de maio de 2001. (5 de dezembro de 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
  • Sistemas de jato de água KMT. "Corte automotivo usando sistemas de jato de água KMT." (5 de dezembro de 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
  • Ley, Brian. "Diâmetro de um cabelo humano". The Physics Factbook. 1999. (7 de dezembro de 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
  • Olsen, Dr. John H. "A tecnologia de acionamento linear mais recente melhora a precisão do jato de água e reduz os custos." O Fabricator.com. (5 de dezembro de 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
  • Ruppenthal, Michael e Burnham, Chip. "Explorando métodos de corte complementares: comparando recursos de laser, plasma, EDM e tecnologia de jato de água." O Fabricator.com. 4 de setembro de 2001. (4 de dezembro de 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
  • U.S. Census Bureau. "Fabricação de máquinas-ferramenta (tipos de corte de metal): 2002." 18 de janeiro de 2005. (6 de dezembro de 2009) http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf



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