PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PEDAIS AUTOMOTIVOS

...

Tabela 2 - Propriedades mecânicas dos aços nas condições: laminados a quente: normalizado e recozido.

Qualidade

Condições

Temperatura de auste-

tização (ºC)

Resist. à tração

( MPa)

Limite de escoamento (MPa )

Alongamento (%)

Redução de área (%)

Dureza (HB)

Impacto (J)

AFP

AISI (1)

1020

1020

Laminado Normalizado Recozido

-

870

870

450

440

395

330

345

295

36,0

35,8

36,5

59

68

66

143

131

111

87

118

123

(Fonte: LG Steel 2017(5))

O alumínio, por sua vez, oferece facilidade na fabricação, boa resistência à corrosão, baixa densidade, alta proporção de força para o peso e alta resistência à fratura. A vantagem da utilização do alumínio é que este apresenta uma densidade em torno de um terço do aço, tornando-se um dos mais leves metais comercialmente disponíveis(6). No entanto, trata-se de um material de alto custo se comparado ao aço, devido a questões de mercado e pelo complexo processo de obtenção da matéria. Em média, o alumínio é 4 vezes mais caro que o aço (dados de 2014 que comparam o alumínio 6061 T6 e o Aço Carbono 1020)(7).

Aqui vale ressaltar uma nova tecnologia que vem sendo utilizada em pedais automotivos, o pedal híbrido, fabricado em metal e plástico garantindo assim uma redução no peso da peça assim como no custo de produção e permite otimização do processo de fabricação, chegando até mesmo a eliminar processos como solda e pintura, necessários em peças convencionas metálicas(8).

FUNDAMENTOS DO PROCESSO

[pic 9]

Figura 2 - Fluxograma básico da obtenção do aço

No processo de obtenção do aço, tudo começa com minérios de ferro, os principais minérios são: hematita (Fe2O3), limonita (Fe2O3.2H2O) e magnetita (Fe3O4). O processo abrange basicamente três etapas, elas são redução, refino e laminação.

A redução é feita nos altos-fornos (forno especial com revestimento para resistir a altas temperaturas – mais de 1200 °C) cuja carga consiste basicamente de minério de ferro (granulado ou aglomerado – sinter ou pelotas), calcário ou magnésia (fundentes) e coque (ou carvão vegetal). A redução consiste na retirada do oxigênio dos óxidos de ferro e a fusão da carga, produzindo o ferro gusa (liga de ferro e carbono contendo ainda silício, manganês, fósforo e enxofre) e a escória, constituída de impurezas que são removidas (podendo ser usadas na fabricação de cimento) (9).

[pic 10]

Figura 3 - Alto forno (redução)

Na fase de refino o ferro gusa é transferido para as aciarias para ser transformado em aço, mediante a queima de impurezas e de adições de elementos de liga. O refino do aço é feito em fornos elétricos, onde o ferro gusa (líquido ou sólido) e/ou a sucata de ferro são transformados em aço líquido. O aço líquido é solidificado em equipamentos de lingotamento contínuo, para produzir os semiacabados (lingotes e blocos). (9)

[pic 11]

Figura 4 - Aciaria (redução)

A terceira fase da produção de aço é a laminação, onde os produtos semiacabados de aço (lingotes e blocos) são deformados mecanicamente e transformados numa grande variedade de produtos siderúrgicos, tais como: chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfis, etc.

Após a obtenção do aço, há diversas formas de moldar e cortar a peça de acordo com a necessidade do cliente, de acordo com a espessura:

- Mais fino do que 0,125", utilizar plasma ou laser.

- Mais fino do que 0,250", utilizar jato de água, plasma ou laser.

- Mais de 8", utilizar oxicorte.

- Mais de 2", utilizar oxicorte ou jato de água.

- Mais de 1,25", utilizar plasma, oxicorte ou jato de água.

[pic 12]

Figura 5 - Laminação

No caso do conjunto de pedais do Fórmula, a melhor opção de modelamento da peça seria através do corte por jato de água, por ser um método barato e que não danifica as propriedades do aço. Nesse tipo de corte, é aplicado um jato da água com pressão de 30.000 a 50.000 psi misturado com aditivos em forma de grão tal como granada de óxido de alumínio. Com os avanços da tecnologia, hoje em dia é possível integrar a máquina de corte com softwares de modelamentos 3D, facilitando ainda mais o processo.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Como o Fórmula CEM é um time de competição sem fins lucrativos e devido a isso tem um orçamento baixo, buscamos utilizar materiais e processos que fossem mais acessíveis no mercado, tanto no preço quanto na disponibilização de mão de obra especializada. Apesar do alumínio ser mais leve que o aço, o seu uso nos pedais representa um valor pouco significativo no