Procés Complet: Disseny i Fabricació de Vehicles

Enfocaments de Construcció del Vehicle

Construcció de "dins" cap a "fora"

Aquest enfocament parteix de les dimensions de l'habitacle i afegeix progressivament:

• Gruix de muntants i plafons per determinar l'amplada.
• Espai per al motor per determinar la llargada.
• Gruix del sostre per determinar l'alçada.

Construcció de "baix" cap a "dalt" (Tendència Tècnica)

Aquesta és la tendència tècnica actual i implica:

• Analitzar la competència.
• Decidir els pneumàtics i les llantes.
• Decidir els discs de fre (considerant una mida inferior a la llanta, "-1 polzada"), les pinces i la resta del circuit de frens.
• Definir el recorregut de la suspensió i els seus elements.
• Establir les relacions de transmissió, diferencials i caixa de velocitats per a cada motorització.

Projecte de Disseny del Vehicle

Descripció del Projecte de Disseny

Es prioritzen aspectes com:

• Comoditat
• Habitabilitat
• Versatilitat
• Estil

Es realitzen enquestes per conèixer els aspectes més favorables i desfavorables segons els usuaris potencials. Cal tenir en compte que el disseny d'una carrosseria sempre condiciona el grup del tren de rodatge. La zona mundial de comercialització (Europa, Nord-amèrica – Austràlia, Sud-amèrica-Àsia) també influeix en el disseny.

Desenvolupament d'un Projecte de Vehicle

El desenvolupament inclou diverses etapes:

• Estudi de viabilitat: Anàlisi inicial de la factibilitat tècnica i econòmica.
• Disseny i planificació: Creació de plànols 2D, models 3D, definició de la geometria, etc.
• Verificació: Simulacions per ordinador, tallers virtuals, construcció de prototips físics, experimentació i proves.
• Preparació del màrqueting: Estratègies de promoció i llançament.
• Plec de condicions tècniques: Document que detalla requisits basats en competidors del mateix segment, previsió de futur del mercat, motoritzacions previstes, requisits d'habitabilitat interior i la línia desitjada de la carrosseria.

Fases del Projecte de Vehicle

El projecte se sol dividir en les següents fases principals:

1. Concepció
2. Disseny
3. Creació de maquetes (digitals i físiques)
4. Construcció de prototips
5. Proves (funcionals, de seguretat, durabilitat, etc.)
6. Fabricació en sèrie

Condicionants Tècnics del Disseny

El disseny ha de complir diversos requisits tècnics:

• Visibilitat: Garantir un camp de visió adequat per al conductor.
• Funcionalitat mecànica: Assegurar el correcte funcionament de tots els sistemes.
• Facilitat de fabricació i reparació: Optimitzar els processos productius i de manteniment.
• Condicions de seguretat: Complir les normatives de seguretat activa i passiva.

Un cop definits aquests aspectes, es crea l'esquema 3D detallat.

Característiques d'un Bon Disseny

Un disseny exitós hauria de:

• Resultar el més atractiu possible per al públic objectiu.
• Ser fàcil de fabricar en sèrie.
• Oferir una alta funcionalitat i una llarga vida útil.
• Tenir el menor nombre de peces possible i un desglossament senzill.
• Presentar un alt percentatge de peces aprofitables entre diferents models (plataformes comunes).
• Tenir una alta possibilitat de reciclatge dels seus components.
• Oferir una bona relació entre la qualitat percebuda i el preu final.

Estructura i Càlculs

Càlculs de l'Estructura

El principi fonamental de càlcul estructural es basa en l'equilibri de forces: les Forces de reacció han de ser iguals a les Forces aplicades (ΣF = 0, ΣM = 0 en estàtica). L'ús d'ordinadors i programari especialitzat permet simular i calcular el comportament de l'estructura davant impactes i càrregues diverses abans que es fabriqui físicament el vehicle.

Fabricació del Vehicle

Procés General de Fabricació

La fabricació en sèrie d'un vehicle comença entre 6 i 12 mesos abans de la seva presentació oficial al mercat. Les etapes principals són:

• Embotició: Conformació de les planxes metàl·liques per crear les peces de la carrosseria.
• Soldadura: Unió de les diferents peces embotides per formar l'estructura base (carrosseria en brut o BIW - Body in White).
• Pintura: Aplicació de tractaments anticorrosius i les diferents capes de pintura.
• Assemblatge: Muntatge final de tots els components (motor, transmissió, interiors, vidres, electrònica, etc.).

Gràcies a mètodes optimitzats com el just in time, un cotxe pot estar completament fabricat en menys de 24 hores.

Fase d'Embotició

En aquesta fase s'utilitzen grans premses. Per exemple, una premsa de tipus "transfer" pot arribar a pesar 2.500 tones mètriques (Tm), mesurar 50 metres de llarg, 12 metres d'alt i 10 metres d'ample, i exercir una força de fins a 5.400 tones (Tn).

Fase de Soldadura

Un vehicle modern necessita aproximadament 5.000 punts de soldadura per assegurar un assemblatge correcte i robust de la seva estructura.

Tipus d'Unions Estructurals

Les diferents unions que conformen l'estructura de la carrosseria d'un vehicle actual poden combinar diverses tècniques:

• Aplicació d'uns 60 metres d'adhesius estructurals.
• Realització d'uns 4.000 punts de soldadura per resistència.
• Més de 60 unions cargolades.

A més, s'apliquen altres tècniques d'unió com:

• Soldadura MAG (Metall Actiu Gas) i MIG (Metall Inert Gas).
• Soldadura per raigs làser.
• Unions amb vora (plegat i unió de xapes).
• Unions reblades.
• Unions clinxades (unió mecànica en fred).