Guía integral del aluminio para automoción

El aluminio para automóviles existe desde que se empezó a fabricar. En aquella época, era prohibitivamente caro utilizarlo como material de automoción en masa. Pero a medida que el aluminio se ha ido haciendo más asequible y se han ido diseñando cada vez más aleaciones de aluminio para satisfacer las necesidades específicas de la industria automovilística, se ha convertido en el material de fabricación de automóviles de más rápido crecimiento en la actualidad.

La gama de aplicaciones del aluminio en los automóviles pone de manifiesto la gran versatilidad de este material. Se utiliza en puertas, capós, maleteros, cableado eléctrico, transmisiones, condensadores y tubos de aire acondicionado, piezas de motor como pistones, radiadores y cilindros, paneles de visualización, travesaños, sistemas de frenos... ¡y la lista es interminable!

Aparte de las propiedades básicas del aluminio que hacen posible una aplicación tan generalizada, hay dos ventajas clave del aluminio que hacen que los fabricantes de automóviles modernos lo prefieran. La primera es que mejora el ahorro de combustible, lo que es fácil de vender para los consumidores, que ahorrarán dinero gastando menos en gasolina. Y la segunda razón es que la elección del aluminio para la fabricación de automóviles puede reducir las emisiones de CO2 debido a su menor peso.

Razones por las que el aluminio es el material de automoción que más crece en la actualidad

Pero eso no es todo. Drive Aluminum esboza 6 razones que explican por qué el aluminio es uno de los materiales de automoción de más rápido crecimiento en la actualidad:

• Seguridad - Ningún vehículo con carrocería de aluminio sometido a pruebas de choque realizadas por los organismos reguladores federales obtuvo una calificación de seguridad inferior a 5 estrellas.
• Durabilidad - El Humvee y otros vehículos militares de combate estadounidenses se fabrican con aluminio.
• Sostenibilidad - En comparación con otros materiales de la competencia, el aluminio es el que menos huella de carbono deja.
• Eficacia - El aluminio puede ofrecer la resistencia del acero en aplicaciones específicas con menos peso, lo que lo convierte en la opción más eficaz.
• Rendimiento - Acelera más rápido con distancias más cortas necesarias para frenar cuando conduces con aluminio.
• Alto valor - Al reducir el peso total de un vehículo, el aluminio destaca como material rentable.

Por separado, cualquiera de estas ventajas clave sería un gran argumento a favor del uso del material en los automóviles. En conjunto, presentan una explicación triple de por qué el aluminio se ha convertido en el material de automoción de más rápido crecimiento en la actualidad: es excelente para los consumidores, valioso para los fabricantes de automóviles y también cumple la normativa federal en una época de mayor preocupación por la sostenibilidad.

Principales ventajas del aluminio para automoción

Profundicemos un poco más en cada uno de esos beneficios.

Seguridad

A la hora de comprar un vehículo, la seguridad es sin duda una prioridad absoluta. Las muertes anuales por accidentes de tráfico en EE.UU. rondan las 35.000, lo que supone más de 3,5 millones desde finales del siglo^XIX. En respuesta, la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carretera (NHTSA) ha mejorado y endurecido las directrices de seguridad, y las víctimas mortales están disminuyendo. No podemos atribuir el descenso del número de víctimas mortales únicamente al aluminio, pero tener una calificación alta y constante en las pruebas de choque es alentador. Genera confianza y salva vidas.

Durabilidad

En caso de que las calificaciones de 5 estrellas en las pruebas de choque no sean suficientes para demostrar la durabilidad del material, saber que el aluminio se ha convertido en un estándar de oro para los vehículos militares y de defensa podría calmar cualquier preocupación sobre la seguridad. Es bueno saber que el coche que conduces es blindado. Por ejemplo, muchas de las calidades de aluminio de la serie 5xxx se utilizan tanto en vehículos militares como de consumo.

Sostenibilidad

Al igual que la seguridad, la sostenibilidad es importante tanto para los consumidores como para los fabricantes de automóviles y los organismos reguladores. Es comprensible, ya que tener una menor huella de carbono afecta a todos. Aunque la producción de aluminio primario puede requerir una cantidad significativa de energía, el aluminio es un material reciclable. Casi el 75% de todo el aluminio que se ha producido sigue utilizándose hoy en día.

Eficacia

Es sostenible más allá de eso. Como el aluminio tiene una excelente relación resistencia-peso, es un material ligero que mantiene una resistencia de calidad. Para los fabricantes de automóviles, esto se traduce en menos material necesario para iguales medidas de eficiencia.

Rendimiento

Cuando se pueden cumplir las normas de rendimiento con aluminio, el vehículo resultante es más ligero. Un vehículo más ligero significa menos trabajo para el motor y menos combustible.

Valor

Esto crea un punto dulce de alto valor, que hace que el aluminio sea el material preferido.

¿Por qué aluminio en lugar de acero?

Desde que los fabricantes de automóviles se esfuerzan por producir vehículos más ligeros, seguros y eficientes en el consumo de combustible, las mejoras tecnológicas han hecho avanzar las ventajas de rendimiento del aluminio en los automóviles, al tiempo que han demostrado ser más adecuado en ciertos casos que el acero para hacer frente a los nuevos retos. Aunque existen y siguen desarrollándose aceros de doble fase y otros aceros AHSS específicamente diseñados para aligerar el peso de los automóviles, el aluminio ofrece una solución inmediata con la máxima reducción de peso.

El aluminio tiene la increíble capacidad de alearse con elementos que van desde el cobre al magnesio, pasando por el silicio, y cada una de estas composiciones de aleación particulares pone de relieve diversas cualidades de rendimiento del propio aluminio. Por ejemplo, los grados de aluminio de la serie 5xxx mencionados anteriormente están basados en el magnesio. El magnesio produce un aluminio más duro y fuerte que demuestra una excelente resistencia al impacto.

Aunque el acero es un material increíblemente resistente, también es pesado. También puede soportar los impactos necesarios para los vehículos, pero tiene un alto coste en términos de peso añadido al vehículo. El peso del acero -suponiendo que no se trate de un acero de alta resistencia o ultra alta resistencia diseñado específicamente con una mejor relación resistencia-peso- sobrecarga el motor y reduce el consumo de combustible y las emisiones. Todos ellos son malos resultados para las partes interesadas.

Dado que la industria automovilística debe cumplir nuevos requisitos de rendimiento para satisfacer la demanda federal y de los consumidores, el aluminio para automoción destaca como una opción popular y práctica.

Aumento de la demanda de coches eléctricos

Los vehículos eléctricos se fabrican de forma diferente a los de combustión interna. Las baterías de litio son pesadas y es difícil conseguir una gran autonomía. Factores como el uso del aire acondicionado o la calefacción influyen en el número de kilómetros que se pueden recorrer con la batería de un vehículo eléctrico antes de tener que cargarla.

Hace falta algo para compensar el peso de las pilas y las variables asociadas al uso por parte del consumidor. El aluminio es una solución pragmática. Amplía la autonomía y compensa el peso y los costes de las baterías al ser un material ligero. Además de la mayor aplicabilidad de la chapa de aluminio, la electrificación también aumenta la demanda de extrusiones de aluminio.

El aluminio de la serie 6xxx, con base de magnesio y silicio, ofrece las capacidades de extrusión de mayor calidad que requiere la electrificación. Para los fabricantes de automóviles, la extrusión es sinónimo de facilidad de trabajo para las piezas personalizadas, que distinguen el aspecto y el tacto de los coches y son fundamentales para la imagen de marca y la diferenciación de la competencia. También ayuda cuando el mismo fabricante de automóviles puede utilizar, por ejemplo, chapa de aluminio 6016 tanto para un coche económico compacto como para una camioneta o un SUV. Las piezas de aluminio fundido a alta presión también son habituales para carcasas de baterías, motores y componentes estructurales de la carrocería.

Calidades de aluminio más comunes

• 1100: este grado es aluminio comercialmente puro. Es el aluminio más blando y dúctil que existe. Los aislantes térmicos son una aplicación común para este grado.
• 3003, 3004, 3105: estas aleaciones no tratables en caliente a base de manganeso ofrecen una resistencia moderada y tienen una gran capacidad de conformado, trabajabilidad y embutición, así como una excelente resistencia a la corrosión. Verá estas tres calidades en componentes no estructurales de carrocería, soportes y componentes HVAC, como radiadores, enfriadores de cambio de marchas y otros componentes de control de temperatura.
• 5052, 5454, 5754, 5182, 5083, 5251, 5005: estas aleaciones ofrecen una alta resistencia, una excelente conformabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión, lo que convierte a estos grados de aluminio de la serie 5xxx en algunos de los grados más funcionales y útiles disponibles. Sus aplicaciones son numerosas, desde depósitos de combustible y suspensión hasta paneles de carrocería. Esta serie se utiliza ampliamente en aplicaciones estructurales BIW.
• 6082, 6181: ligeras, duraderas y con la mejor capacidad de extrusión.
• 6016, 6014, 6022 - Estas son las aleaciones para chapas con menor variante de cobre que se utilizan principalmente en aplicaciones en las que la conformabilidad y el rendimiento del dobladillo son más necesarios que el límite elástico en aplicaciones de paneles de carrocería. Estas calidades de la serie 6xxx tienen una excelente calidad superficial para revestimientos de carrocerías de automóviles en puertas, camiones, techos y guardabarros, combinada con una alta resistencia y resistencia a la corrosión.
• 6005, 6111, 6451: se trata de variantes de chapa de cobre superior que se utilizan cuando la resistencia posterior al envejecimiento es la propiedad más deseada en aplicaciones de paneles de carrocería.
• 7003, 7046, 7075 - estos grados presentan una resistencia muy alta, pero un alargamiento bajo que limita las aplicaciones de conformado de chapa en frío. Sin embargo, con el conformado a temperatura elevada de la 7075, por ejemplo, se puede obtener una geometría compleja y se utiliza para aplicaciones estructurales de choque, como vigas de impacto, pilares A/B, cabeceras de techo y refuerzos de parachoques.

Cada uno de estos grados comunes de aluminio se ha propuesto en aluminio de automoción para satisfacer las necesidades únicas de la industria del automóvil. Gracias a su versatilidad y alto valor, el aluminio sigue satisfaciendo a consumidores, fabricantes y reguladores.