Compósitos de Fibra de carbono: Material do futuro. Será o fim das peças feitas de chapas metálicas?

Tradução livre de reportagem retirado da Der Spiegel alemã, sobre o uso de compósitos de fibra de carbono na indústria automobilística. Esse material concorre com as chapas de aço e alumínio, ganhando com vantagem no quesito peso/ resistência. A dificuldade ainda é conseguir altas taxas de produção, aí a estamparia ainda é campeã. Mas, como mostra a reportagem, a indústria continua inovando e um dia talvez seja possível substituir as chapas metálicas quase completamente. Estamparias: tremei....? 

 

Produção em série à vista!

Ele era considerado até agora como material para carros super esportivos: compósitos de fibra de carbono. E esse material de alta resistência porém levíssimo pode vir a ser fabricado em grandes séries. Porém para isso são necessários processos de fabricação inovadores.

Munique/ Stuttgart – As indústrias automobilísticas veem um futuro negro para os automóveis, literalmente: cada vez mais estão utilizando componentes em fibra de carbono em modelos dos carros de amanhã. Confeccionado a partir de finíssimas fibras de carbono, o material é mais resistente que o aço e muito mais leve. “Assim pode-se economizar 50% do peso em relação à chapas de aço, e 30% em relação a chapas de alumínio”, cita Klaus Drechsler. Ele é professor da cadeira Compósitos de Carbono na Universidade técnica de Munique e atualmente um especialista muito requisitado.

“Quanto mais as emissões de CO2 entram em foco, mais importante serão estruturas leves feitas em compósitos de fibra de carbono.” Explica Drechsler. Isso vale tanto para automóveis convencionais quanto para automóveis elétricos do futuro próximo. “Assim é possível compensar o aumento do peso causado pela presença das baterias.”

Até agora compósitos de fibra de carbono eram utilizados, sobretudo em super-esportes como Bugatti Veyron ou Mercedes SLR, devido ao processo de fabricação complexo. Porém, de acordo com Drechsler, novos processos de fabricação estão permitindo lentamente sua aplicação em classes de automóveis de maior produção.

Estrutura leve compensa peso das baterias

Precursora destes desenvolvimentos é a empresa BMW. A empresa já está fabricando componentes como teto e algumas peças estruturais para modelos esportivos modelo M, em altas taxas de produção. Em dois anos os Bávaros querem que o carro elétrico i3 seja o primeiro modelo de produção em massa com a carroceria quase completamente fabricada em compósitos de fibra de carbono. O peso do automóvel é mantido ainda em segredo. O gerente do projeto, Peter Ratz, dá apenas algumas pistas: “Apesar do pesado pacote de baterias conseguimos alcançar o peso de um automóvel convencional“.

Para possibilitar o uso de compósitos de fibra de carbono em larga escala se faz necessário novos e mais eficientes processos de produção, segundo Drechsler. Os tempos de produção e o trabalho manual devem ser reduzidos. Até o momento as grandes mantas de fibra de carbono são cortadas a mão, então embebidas em resinas especiais e finalmente “cozidas” em fornos por várias horas, até atingirem sua forma final. Na produção do i3 será utilizado um processo automatizado, segundo Ratz. “Do contrário não conseguiríamos atingir alta produção.” E os bávaros também pensaram em um aproveitamento para os retalhos das mantas de fibra. Trançadas com habilidade formam a espinha dorsal para novas peças como a tampa do capo do M3 série especial CRT, que no outono chega nas concessionárias, de acordo com o porta voz Stefan Behr.

Corte de mantas de fibra de carbono: ainda não é possível realizar o processo de forma totalmente automática. Porém as indústrias automobilísticas trabalham febrilmente no desenvolvimento de métodos de produção inovadores.

Ao contrário da BMW, o fabricante MacLaren cita números concretos para mostrar os seus avanços na fabricação com fibra de carbono: A 30 anos atrás quando a Maclaren construiu seu primeiro carro de formula 1, monocoque e em fibra de carbono, eles precisavam de 6 dias para fabricar uma carroceria de compósito. Atualmente em seu esportivo para as ruas MP4-12C eles conseguem em 4 horas.

Produção em larga escala só daqui a 10 ou 15 anos

 

A VW também aposta em fibra de carbono para seus modelos econômicos do futuro. O XL1 faz 111 Km com 1 litro (emissão de CO2: 22 g/ Km) justamente devido a isso, pois pesa somente 795 Kg. E se o patriarca da VW, Ferdinand Piëch, pode prometer isso, quer dizer que os custos de produção estão caindo rapidamente. Uma carroceria de fibra de carbono custava no inicio 35.000 Euros, hoje já estamos em 5.000 Euros, segundo ele! 

Primeiros passos: Formas simples, como o teto do M3 sport da BMW, são já hoje produzidas de forma semi-automática. O tempo no forno já foi reduzido substancialmente pelos pesquisadores.

Enquanto BMW e VW apostam em uma carro feito quase que completamente em fibra de carbono, outros fabricantes perseguem outras estratégias, em pequenos passos: “Nós não buscamos economizar peso em um único automóvel, mas sim na frota inteira”, diz o porta voz da Mercedez Christoph Horn. Por isso, a partir do ano que vem começarão a aparecer pouco a pouco partes da carroceria em fibra de carbono nos automóveis com a marca da estrela. Assim como hoje algumas partes como portas, pára-lamas ou tampas são estampadas em chapa de alumínio, serão também produzidas algumas partes em fibra de carbono. Isso já é esperado na nova geração do Roadster SL que sai no início de 2012.

Audi R8: O uso de fibra de carbono trouxe uma redução de 100 Kg.

Estes desenvolvimento não deixam dúvidas que o caminho em direção às altas taxas de produção de partes em fibra de carbono está posto. Porém, tão rápido como alguns fabricantes de automóveis gostariam não vai ser. Séries de produção na ordem de 60.000 a 80.000 automóveis ao ano já serão realidade brevemente. Entretanto, até conseguirmos atingir taxas de produção de estruturas em fibra de carbono da ordem de meio milhão ou mais vai demorar ainda de 10 a 15 anos.