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ADESIVOS EM AUTOMÓVEIS
Que adesivos se utilizam em automóveis e
qual a sua função?
Relatório do Projecto FEUP do Grupo MMM512
Supervisor: Prof. Lucas F. M. da Silva
Monitor: David Gonçalves
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Outubro 2010
Ana Brandão César Oliveira Filipa Beleza João Pinto João Couto Rodrigo Mendes Vítor Correia
Relatório Projecto FEUP Adesivos em Automóveis Grupo MMM512
II
RESUMO
O uso de “adesivos estruturais” foi a forma encontrada por várias indústrias
(desde a indústria aeronáutica, à indústria naval, à indústria automóvel, ao desporto, …)
para ultrapassar problemas que as técnicas tradicionais de soldadura, rebitagem, … não
conseguiam resolver.
Saliente-se que o desenvolvimento desta “ tecnologia de ligação” veio permitir a
junção de materiais até então impensável, acrescendo diversas vantagens daí
decorrentes.
Refira-se que este processo implica a observação de etapas específicas tais como:
selecção do adesivo adequado (observando-se a resistência mecânica, temperatura do
processo, … ) preparação da superfície, fabrico da junta, controlo do processo, …
Actualmente esta tecnologia faz parte da indústria automóvel permitindo a
obtenção de viaturas mais leves, mais rápidas e mais seguras.
Este trabalho teve como objectivo a pesquisa sobre os adesivos que se utilizam na
indústria automóvel e quais as suas utilizações.
Relatório Projecto FEUP Adesivos em Automóveis Grupo MMM512
III
AGRADECIMENTOS
A todos os que nos ajudaram os nossos sinceros agradecimentos.
Gostávamos, porém, de agradecer, muito especialmente, ao nosso Professor -
Engenheiro Lucas da Silva, pela sua ajuda e pela disponibilidade que mostrou para
connosco. Também ao nosso Monitor - David Gonçalves, os nossos agradecimentos.
Queríamos, ainda, agradecer:
- ao Engenheiro Pedro Lopes da “SIKA” e à própria “SIKA” pelos materiais que nos
disponibilizaram e pelas informações/esclarecimentos que nos prestaram.
- à Volkswagen pelos materiais que nos disponibilizou.
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IV
ÍNDICE
Resumo
Agradecimentos
Glossário
1. Introdução 1
2. Alguns dos Tipos de Adesivos Estruturais utilizados no Ramo Automóvel
2.1. Poliuretanos 2
2.2. Poliuretanos Híbridos 3
2.3. Epóxido 4
2.4. Epóxido Híbridos 5
2.5. Fenólicos 6
2.6. Fenólicos Híbridos 6
2.7. Poliimidas 6
3. Principais Aplicações Dos Adesivos Estruturais Nos Automóveis 7
3.1. Direct Glazing (Vidragem Directa) 8
3.2. Exterior dos Automóveis 9
3.3. Interior dos Automóveis 11
3.4. Adesão Estrutural (reforço estrutural da carroçaria) 13
3.5. Sound Damping 13
4. Carro Desportivo LOTUS ELISE 14
5. Autocarros, Camiões e Camionetas 15
5.1. Projecto LITEBUS 15
6. Conclusão 16
7. Referências 17
Relatório Projecto FEUP
GLOSSÁRIO
Adesão: fenómeno que consiste na união de dois materia
adesivo e do substrato.
Adesivo: material polimérico colocado no espa
de as unir. Desta forma o adesivo transforma duas estruturas numa só.
Adesivo Estrutural: adesivo que resiste a forças bastantes intensas e que é responsável
pela resistência e rigidez da estrutura
Interfase: região situada entre o adesivo e o
entre os dois materiais, tem por isso características químicas e físicas únicas e é
essencial para determinar a natureza da ligação.
Junta adesiva: corresponde ao conjunto constituído pelo adesivo, aderente, interfa
associadas e primários [1] (ver figura 2)
Primário: substância que é aplicada
principal função a protecção da superfície até a aplicação do adesivo ou a facilitação da
adesão.
Substrato (ou aderente)
Fig. 1: Esquema ilustrativo dos diferentes elementos do processo de adesão (Adaptado de [1])
Fig. 2: Várias tipos de tensões que os materiais que foram ligados, através do uso de adesivos, (Adaptado de [7]).
Corte
Tracção
Adesivos em Automóveis
fenómeno que consiste na união de dois materiais, neste caso em particular do
material polimérico colocado no espaço entre duas superfícies com o
ir. Desta forma o adesivo transforma duas estruturas numa só.
adesivo que resiste a forças bastantes intensas e que é responsável
pela resistência e rigidez da estrutura [1] (ver Figura 1).
região situada entre o adesivo e o substrato. É uma espécie de “fronteira”
entre os dois materiais, tem por isso características químicas e físicas únicas e é
essencial para determinar a natureza da ligação.
corresponde ao conjunto constituído pelo adesivo, aderente, interfa
[1] (ver figura 2).
substância que é aplicada na superfície onde se dará a adesão, te
principal função a protecção da superfície até a aplicação do adesivo ou a facilitação da
(ou aderente): superfície onde o adesivo está a ser utilizado
Esquema ilustrativo dos diferentes elementos do processo de adesão (Adaptado de [1])
Várias tipos de tensões que os materiais que foram ligados, através do uso de adesivos,
Corte
Clivagem
Arrancamento
Grupo MMM512
V
is, neste caso em particular do
ço entre duas superfícies com opropósito
ir. Desta forma o adesivo transforma duas estruturas numa só.
adesivo que resiste a forças bastantes intensas e que é responsável
substrato. É uma espécie de “fronteira”
entre os dois materiais, tem por isso características químicas e físicas únicas e é
corresponde ao conjunto constituído pelo adesivo, aderente, interfases
desão, tem como
principal função a protecção da superfície até a aplicação do adesivo ou a facilitação da
erfície onde o adesivo está a ser utilizado.
Esquema ilustrativo dos diferentes elementos do processo de adesão (Adaptado de [1]).
Várias tipos de tensões que os materiais que foram ligados, através do uso de adesivos, podem sofrer
Arrancamento
Relatório Projecto FEUP Adesivos em Automóveis Grupo MMM512
1
1. INTRODUÇÃO
Desde tempos remotos que a indústria automóvel corre atrás de dois objectivos: maior
velocidade e menores consumos. Mais recentemente, juntasse-lhe um terceiro
objectivo: menores emissões de poluentes.
Neste contexto, tem-se assistido, nesta área, à procura, por parte da indústria
automóvel, de materiais cada vez mais leves que possibilitem, entre outros factores,
uma diminuição do peso das viaturas com consequente aumento da velocidade.
Assiste-se assim, a par de outras industrias (aeronáutica, naval, construção civil,
desporto, …), na industria automóvel, à utilização de materiais leves como o alumínio ou
ligas de alumínio, o magnésio, os plásticos ou plásticos reforçados com fibras, os
compósitos, … juntamente com o aço maciço.
Contudo e como este tipo de materiais é, geralmente, difícil de ligar pelos habituais
métodos de ligação recorreu-se ao uso de adesivos estruturais.
Conjugando várias ciências/tecnologias/materiais, este tipo de adesivos (pese embora
algumas desvantagens: resistência limitada a condições extremas de calor ou humidade,
necessidade de ferramentas de fixação, preparação prévia das superfícies, necessidade
de desenhos de ligação por causa das forças de arrancamento e clivagem), apresentam
grandes vantagens entre as quais:
• Amortecimento de vibrações;
• Distribuição mais uniforme das tensões e rigidez com consequente aumento de
resistência à fadiga;
• Podem ser aplicados por robôs;
• Permitem um contacto continuo entre as superfícies ligadas;
• Evitam furos e marcas de soldaduras;
• Redução de custos quando adequados a um sistema de montagem.
Nos automóveis o uso de adesivos começou há décadas, com a colagem do pára-brisas,
para fins de projecto. Posteriormente, pára-brisas e vidros traseiros tornam-se parte
estrutural dos carros através do uso de adesivos. Mais tarde começam a ser usados no
preenchimento de lacunas e depois disso (graças à observação de um efeito colateral do
aumento da resistência à corrosão provocada por estes adesivos) começam a ser
utilizados para melhorar a torção da rigidez dos carros.
Já nos anos 90 adesivos de elevada força e elevada absorção de energia (excelentes em
caso de acidente) passam a ser utilizados como elementos estruturais da carroçaria.
Hoje em dia, são indispensáveis permitindo a utilização conjunta de materiais como o
aço de alta resistência, ligas de alumínio/ magnésio e plásticos reforçados com fibras.
A título de exemplo pode referir-se que num BMW série 7 existem cerca de 10 Kg de
adesivos estruturais.
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2
2. TIPOS DE ADESIVOS ESTRUTURAIS UTILIZADOS NO RAMO AUTOMÓVEL
2.1. POLIURETANOS
Tabela 1: Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano. [1]
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano:
-Elasticidade
-Flexibilidade
-Excelentes propriedades mecânicas
-Permite aguentar forças enormes
-Permite designs exteriores e interiores de carros arrojados e complexos dado que permite facilmente unir (fazer a ligação) entre dois materiais diferentes
-Aumenta a resistência à corrosão
-Diminui o consumo do veículo graças à sua leveza
-Diminui os custos de limpeza devido à suavidade das superfícies
-Assegura uma melhor distribuição de tensões
-Boa tenacidade e resistência química
Os adesivos de Poliuretano são frequentemente utilizados nos carros de corrida, como
por exemplo nos carros de F1, já que permitem a ligação entre diferentes componentes
(como fibras de carbono a metais), permitindo uma diminuição do automóvel (Fig. 3).
Figura 1
Fig. 3: Carro de Fórmula 1 onde são utilizados adesivos de poliuretano na ligação de diferentes componentes [7].
Relatório Projecto FEUP
2.2. POLIURETANOS HÍBRIDOS
Tabela 2: Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano Híbrido
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano Híbrido:
-Muito resistente às radiações ultr
-Excelente adesão a um vasto conjunto de substratos mesmo com a mínima preparação da superfície
Por exemplo, no modelo automóvel “Opel Corsa” são utilizados adesivos estruturais de
Poliuretanos Híbridos (Fig. 4; 5; 6
Fig. 1
Fig. 5: Local de aplicação dos adesivos no interior da porta [6].
Fig. 4: Estrutura da porta já montada
Adesivos em Automóveis
IURETANOS HÍBRIDOS
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano Híbrido. [1]
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano Híbrido:
Muito resistente às radiações ultravioletas e ao desgaste devido à acção do tempo
Excelente adesão a um vasto conjunto de substratos mesmo com a mínima
Por exemplo, no modelo automóvel “Opel Corsa” são utilizados adesivos estruturais de
4; 5; 6).
2C
Local de aplicação dos adesivos
Estrutura da porta já montada [6).
Fig. 6: Opel Corsa de 2007 [6].
Grupo MMM512
3
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Poliuretano Híbrido:
avioletas e ao desgaste devido à acção do tempo
Excelente adesão a um vasto conjunto de substratos mesmo com a mínima
Por exemplo, no modelo automóvel “Opel Corsa” são utilizados adesivos estruturais de
Relatório Projecto FEUP
2.3. EPÓXIDOS
Tabela 3: Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxido. [1]
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxido
-Versatilidade pois aderem a diversos substratos
-Boa resistência à tracção e ao corte
-É útil em aplicações de preenchimento de espaços
-Excelente resistência à humidade e ao óleo
Os Epóxidos são frequentemente utilizados em camiões, tanto no
exterior, para reforçar a parte estrutural do veículo
Outra das aplicações dos Epóxidos é na decoração do interior dos automóveis, o que
possibilitou desgins interiores bastantFigura 10.
Além das aplicações anteriormente referidas,
automóveis (Fig. 11).
3A 3B
Fig. 7 e 8:(respectivamente) Esquema de um veículo de transporte de mercadorias [6].
Fig. 10: Interior luxoso de um veículo que utiliza adesivos Époxi (adaptado de [8]).
Adesivos em Automóveis
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxido. [1]
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxido:
Versatilidade pois aderem a diversos substratos
Boa resistência à tracção e ao corte
É útil em aplicações de preenchimento de espaços
Excelente resistência à humidade e ao óleo
entemente utilizados em camiões, tanto no interior como no
para reforçar a parte estrutural do veículo (Fig. 7; 8; 9).
Outra das aplicações dos Epóxidos é na decoração do interior dos automóveis, o que
possibilitou desgins interiores bastante arrojados e luxuosos como os que
ações anteriormente referidas, estes adesivos são aplicados nos chassis dos
Fig. 9: Esquema de um veículo de transporte de mercadorias [4]
Esquema de um veículo de
Interior luxoso de um veículo que utiliza
Fig. 11: Chassi de um automóvel [6].
Grupo MMM512
4
:
interior como no
Outra das aplicações dos Epóxidos é na decoração do interior dos automóveis, o que
os que se vêem na
estes adesivos são aplicados nos chassis dos 4C
Esquema de um veículo de transporte de mercadorias [4].
Chassi de um automóvel [6].
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2.4. EPÓXIDOS HÍBRIDOS
Tabela 4 Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxidos Híbridos
Benefícios para a indústria automóvel do uso de adesivos de Epóxido Híbrido:
-Excelente adesão mesmo com chapas metálicas e com plásticos
-Elevado grau de flexibilidade
-Rápida e fácil produção graças ao processo de adesão e selagem se fazerem em apenas uma etapa
-Protecção contra a corrosão devido à sua resistência contra o envelhecimento e ao desgaste devido à acção do tempo (condições climatéricas)
-Permite designs exteriores e interiores de carros arrojados e complexos dado que permite facilmente unir (fazer a ligação) entre dois materiais diferentes
Na família dos Epóxidos Híbridos temos, por exemplo, os Époxidos-polisulfitos que
apresentam inúmeras vantagens para a indústria automóvel e que são aplicados, em
larga escala, nas portas (Fig.12; Fig.13) e nos vidros dos automóveis.
2B
Fig. 19
Fig. 12: Diferença de performance face ao choque [2]. Em caso de acidente e embate nas portas laterais os adesivos utilizados têm uma enorme importância. Na porta da direita é utilizado um adesivo convencional, enquanto que a da esquerda utiliza adesivos de epóxi.
Fig. 13: Esquema ilustrativo da aplicação de adesivos de epóxidos na porta lateral [5].
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6
2.5. FENÓLICOS
Tabela 5: Benefícios para a indústria automóvel
Benefícios para a indústria automóvel:
-Boa resistência ao calor
-Baixo custo
-Excelente resistência a fungos e à agua
Tanto nos tabliers dos carros topo de gama em madeira (Fig. 14) como nos calços de
travão (Fig. 15) são utilizadas as resinas fenólicas.
2.6. FENÓLICOS HÍBRIDOS
Tabela 6: Benefícios para a indústria automóvel
Benefícios para a indústria automóvel:
-Baixo Custo
Os adesivos estruturais Fenólicos Híbridos, têm uma grande aplicabilidade ao nível da
indústria automóvel nos casquilhos das lâmpadas das luzes dos diversos veículos.
2.7. POLIIMIDAS
Tabela 7: Benefícios para a indústria automóvel
Benefícios para a indústria automóvel:
-Resistência a altas temperaturas
Apesar de terem um custo bastante elevado as poliimidas são um tipo de adesivo
estrutural muito utilizado nos “F1” e na parte electrónica dos automóveis (nas ligações
dos fios dos componentes electrónicos).
2A
Fig. 14: Nos modelos de automóveis mais luxuosos é frequente o recurso aos adesivos estruturais, fenólicos, nos tabliers em madeira [5].
Fig. 15: Calços dos travões [6].
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7
3. PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS ADESIVOS NOS AUTOMÓVEIS
Nas linhas de montagem de automóveis são utilizadas quantidades consideráveis de
adesivos estruturais por veículo [5] (na Fig.16 podem-se visualizar diferentes locais de
aplicação).
Sendo elementos essenciais em variadíssimas fases de produção automóvel, podem-se
distinguir seis aplicações principais [3] [5]:
• “Direct Glazing” Vidragem Directa, a aplicação de para-brisas com recurso a
adesivos estruturais (Fig.17A);
• Exterior dos Automóveis, aplicação de estruturas externas, tais como spoilers,
ailerons, placas de tecto , entre outras, utilizando adesivos (Fig. 17B);
• Interior dos Automóveis, agregação de tabliers, tecidos, placas electrónicas,
consolas de bordo, entre outros – utilizando adesivos (Fig. 17C);
• Estrutura da carroçaria, montagem da estrutura interna do automóvel usando
adesivos estruturais (Fig. 17D);
• Reforço estrutural do chassis, instalação de estruturas responsáveis por conferir
resistência extra ao veículo, essas estruturas utilizam grandes quantidades de adesivos
estruturais (Fig. 17E);
• “Sound Damping” (Redução e Amortecimento do Ruído), utilização de adesivos e
selantes com o intuito de impor uma melhor acústica no automóvel e reduzir o ruído
externo (Fig. 17F).
Fig.17 (A a F): Diferentes locais de aplicação dos adesivos nas viaturas ligeiras de passageiros [5], [6].
Fig. 16: Principais aplicações dos adesivos em viaturas (Adaptado de [5]).
A B C D E F
Relatório Projecto FEUP
3.1. VIDRAGEM DIRECTA (DIRECT
Este processo, bastante automatizado, permite uma aplicação dos adesivos estruturais
sem a necessidade de solventes
O pára-brisas é aplicado à carroçaria com o recurso de uma grua automatizada que
encaixa o pára-brisas na sua posição final. Os adesivos estruturais,
essencialmente), são aplicados pre
brisas; na fase final do processo uma grua exerce
facilitando a adesão do adesivo na superfície
Deve lembrar-se que “Vidragem Directa
algumas características entre as quais
violeta”, por causa da luz solar que vão receber no dia a dia (esta
pertence ao adesivo propriamente mas sim a uma fina camada de natureza cerâmica).
Uma outra propriedade destes adesivos tr
diferentes (neste caso o vidro e o metal
adesivos de poliuretano misturados com um outro componente (
exemplo), que lhes confere ligações extremamente
ordem dos 5000 Pa) [5].
Benefícios associados a esta tecnologia:
• Redução de resíduos devido à não utilização de solventes no processo de adesão
• Rápida consolidação do adesivo à superfície
• Maior eficiência na montagem com consequente redução de custos
Fig. 18 (A,B) Visão esquemática da aplicação de um párade [5]).
Adesivos em Automóveis
DIRECTA (DIRECT GLAZING)
automatizado, permite uma aplicação dos adesivos estruturais
sem a necessidade de solventes.
brisas é aplicado à carroçaria com o recurso de uma grua automatizada que
na sua posição final. Os adesivos estruturais,
), são aplicados previamente, nas zonas marginais do vidro do pára
na fase final do processo uma grua exerce uma força sobre o pára
facilitando a adesão do adesivo na superfície (ver Fig.18(A,B)).
se que “Vidragem Directa” os adesivos utilizados devem apresentar
gumas características entre as quais “estabilidade face à incidência de raios ultra
por causa da luz solar que vão receber no dia a dia (esta característica
pertence ao adesivo propriamente mas sim a uma fina camada de natureza cerâmica).
Uma outra propriedade destes adesivos traduz uma adesão eficaz entre superfícies
neste caso o vidro e o metal). Nesta etapa, são utilizados principalmente
adesivos de poliuretano misturados com um outro componente (polioxipropileno por
que lhes confere ligações extremamente resistentes (resistem a forças na
Benefícios associados a esta tecnologia:
Redução de resíduos devido à não utilização de solventes no processo de adesão
Rápida consolidação do adesivo à superfície
a na montagem com consequente redução de custos
Visão esquemática da aplicação de um pára-brisas a um automóvel pelo processo de
Fig. B
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automatizado, permite uma aplicação dos adesivos estruturais
brisas é aplicado à carroçaria com o recurso de uma grua automatizada que
na sua posição final. Os adesivos estruturais,( poliuretanos
, nas zonas marginais do vidro do pára-
uma força sobre o pára-brisas
” os adesivos utilizados devem apresentar
estabilidade face à incidência de raios ultra-
característica não
pertence ao adesivo propriamente mas sim a uma fina camada de natureza cerâmica).
az entre superfícies
são utilizados principalmente
polioxipropileno por
resistentes (resistem a forças na
Redução de resíduos devido à não utilização de solventes no processo de adesão
a na montagem com consequente redução de custos
brisas a um automóvel pelo processo de “Direct Glazing” (Adaptado
Relatório Projecto FEUP Adesivos em Automóveis Grupo MMM512
9
3.2. EXTERIOR DOS AUTOMÓVEIS (EXTERIOR BONDING)
O processo de adesão exterior consiste na agregação de componentes externos do
automóvel (tais como sistemas de tecto, spoilers, … ) em adição aos restantes
elementos que constituem os chassis.
Os principais tipos de adesivos utilizados neste processo são, geralmente: epóxidos,
poliuretanos e espécies híbridas dos mesmos.
A característica mais importante destes adesivos é a sua baixa viscosidade que permite
uma consolidação mais fácil, evitando-se que o adesivo seja colateralmente lavado da
junta durante os processos de limpeza de óleo. (A limpeza de óleos faz parte da
finalização de produção da carroçaria e tem de ocorrer para que a carroçaria possa ser
pintada) [2].
Entre as várias aplicações das ligações adesivas, no exterior do automóvel, destacam-se
as dos Pára-choques (Fig. 19), Spoilers (Fig. 19), Espelhos, Luzes (Fig. 19), Caixilhos e outros
elementos Decorativos (Fig. 19) e Sistemas de Tecto (Fig.19).
7
Fig. 19: Uso de adesivos em Pára-choques (adaptado de [3])
(Para obter a resistência necessária ao impacto os pára-choques têm evoluído, sendo que hoje em dia é utilizado
maioritariamente adesivos de poliuretano ou acrílico pois têm uma boa flexibilidade e resistência ao choque durante
as manobras de estacionamento [3]).
Adesivo estrutural de
poliuretano ou acrílico
Sistema de montagem rígido Sistema tradicional com um amortecedor de
borracha ou espuma
Peça exterior em liga de
Policarbonato + Tereftalato de Butila
Peça exterior em liga de
Policarbonato + Tereftalato de Butila
Ângulo de
reforço Ângulo de
reforço
Parte flexível de borracha
Adesivo estrutural
Relatório Projecto FEUP
Fig. 20: Esquema ilustrativo de algumas aplicações dos adesivos no exterior de um veículo (adaptado de [11]).
Tanto os caixilhos metálicos, de plástico
ou de madeira, bem como as borrachas
das portas, entre muito outros adereços
decorativos no exterior são aplicados
usando ligações adesivas.
Adesivos em Automóveis
Esquema ilustrativo de algumas aplicações dos adesivos no exterior de um veículo (adaptado de [11]).
Tanto os caixilhos metálicos, de plástico
ou de madeira, bem como as borrachas
das portas, entre muito outros adereços
decorativos no exterior são aplicados
Os spoilers, tanto traseiros como
dianteiros, independentemente
terem apenas uma função meramente
decorativa ou uma função aerodinâmica,
a nível de performance
decorrida, utilizam todos adesivos.
As Luzes de um veículo, tão necessárias
para uma condução em segurança, bem
como as ligações eléctricas que as
constituem representam outra das
aplicações dos adesivos.
Grupo MMM512
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Esquema ilustrativo de algumas aplicações dos adesivos no exterior de um veículo (adaptado de [11]).
Os spoilers, tanto traseiros como
dianteiros, independentemente de
terem apenas uma função meramente
decorativa ou uma função aerodinâmica,
performance nos carros
decorrida, utilizam todos adesivos.
As Luzes de um veículo, tão necessárias
para uma condução em segurança, bem
como as ligações eléctricas que as
constituem representam outra das
sivos.
Relatório Projecto FEUP
3.3. INTERIOR DOS AUTOMÓVEIS
O acabamento interno do automóvel traduz a fase que usa mais quantidade de adesivos
estruturais.
Tabliers, placas de polímeros que revestem o interi
controlo electrónico são tudo
Os tabliers são compostos por materiais poliméricos e por plásticos reforçados com
fibras (ver fig. 8) pelo que a sua adesão à carroçaria é feita com o
base de água e poliuretanos que podem ser aplicados manualmente ou mecanicamente
com o recurso de equipamentos adequados
Instrumentos electrónicos tais como mostradores
(ver fig. 24) e as restantes partes eléctricas são “ligado
“poliimidas” (no caso dos carro
possuem características gerais tais como:
• Excelente resistência ao calor e excelente durabilidade
• Adesão forte
• A sua posição pode ser
Fig. 23: Exemplo de equipamento eléctrico ligado
adesivos ao automóvel [6].
(os painéis de bordo, JPS incorporados no tablier,
mostradores de horas, e temperatura, entre outros
mecanismos electrónicos são montados utilizando
adesivos estruturais).
Fig. 21: Tablier de um automóvel, local de aplicação de adesivos estruturais [6].
Adesivos em Automóveis
INTERIOR DOS AUTOMÓVEIS
O acabamento interno do automóvel traduz a fase que usa mais quantidade de adesivos
Tabliers, placas de polímeros que revestem o interior (ver fig. 8), tecidos e placas de
são tudo materiais em que tais adesivos são utilizados.
Os tabliers são compostos por materiais poliméricos e por plásticos reforçados com
pelo que a sua adesão à carroçaria é feita com o auxíl
base de água e poliuretanos que podem ser aplicados manualmente ou mecanicamente
curso de equipamentos adequados [7].
Instrumentos electrónicos tais como mostradores digitais (ver fig. 23), consolas de bordo
es partes eléctricas são “ligados” ao automóvel utilizando as
(no caso dos carro da Fórmula 1) ou “combinados das mesmas” que
possuem características gerais tais como:
Excelente resistência ao calor e excelente durabilidade
A sua posição pode ser reajustada depois de serem aplicados [2]
Exemplo de equipamento eléctrico ligado por
(os painéis de bordo, JPS incorporados no tablier,
mostradores de horas, e temperatura, entre outros
s electrónicos são montados utilizando
ablier de um automóvel, local de aplicação de adesivos estruturais [6].
Fig. 22: Bagageira de um automóvel revestimento das malas (chão, tecto, paredes laterais..) usa uma quantidade enorme de adesivos (adaptado de [6]).
Fig. 24: Consolas, leitor de DVD
e mini ecrã de TV [8].
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O acabamento interno do automóvel traduz a fase que usa mais quantidade de adesivos
tecidos e placas de
são utilizados.
Os tabliers são compostos por materiais poliméricos e por plásticos reforçados com
auxílio de adesivos à
base de água e poliuretanos que podem ser aplicados manualmente ou mecanicamente
consolas de bordo
s” ao automóvel utilizando as
ou “combinados das mesmas” que
[2].
Bagageira de um automóvel - todo o revestimento das malas (chão, tecto, paredes laterais..) usa uma quantidade enorme de adesivos (adaptado de [6]).
Consolas, leitor de DVD
e mini ecrã de TV [8].
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3.4. ADESÃO ESTRUTU
A utilização de adesivos estruturais, nesta etapa do processo, confere grandes
vantagens face ao processo tradicional
recurso a parafusos e solda na medida em que:
• Aumenta a resistência à fadiga e stress induzido por choques ou pressões;
• Evita a corrosão causada pelo contacto entre diferentes metais;
• Diminui o peso do automóvel
• Diminui a vibração e barulho
redução da vibração e do barulho processa
características dos materiais de encaixe proporcionada pela utilização de adesivos
estruturais. Um tipo especial de ad
estruturais – adesivos anti-
A estrutura da frente do veículo
radiador, a bateria e a viga de sustent
adesivos
Outra das importantes aplicações dos adesivos
“piso/chão” do mesmo (ver fig.26(A,
e a bagageira, este tem que
das portas e fazer a ligação entre os mecanismos das rodas e de toda a estrutura interior
e exterior. Resumindo, é essencial que aguente todas as forças e adversidades a que vai
estar sujeito durante a sua utilização. Por isso,
aumentar a rigidez da mesma
Fig. 25 Estrutura da parte dianteira do veículo [3].
Fig. 26(A,B) Carroçaria do veículo
A
Adesivos em Automóveis
URAL (reforço estrutural da carroçaria
A utilização de adesivos estruturais, nesta etapa do processo, confere grandes
vantagens face ao processo tradicional. Como exemplo, pode referir-se
recurso a parafusos e solda na medida em que:
Aumenta a resistência à fadiga e stress induzido por choques ou pressões;
Evita a corrosão causada pelo contacto entre diferentes metais;
Diminui o peso do automóvel
Diminui a vibração e barulho produzido pelas estruturas ligadas ao chassis
redução da vibração e do barulho processa-se devido a uma correcção das tolerâncias
características dos materiais de encaixe proporcionada pela utilização de adesivos
estruturais. Um tipo especial de adesivo une essas superfícies corrigindo as imperfeições
-flutuantes.
A estrutura da frente do veículo (ver fig. 25) onde assentam, entre outros
, a bateria e a viga de sustentação frontal, é conseguida através
importantes aplicações dos adesivos, na estrutura do veículo
(ver fig.26(A,B)). Uma vez que é no piso que vão asse
tem que suportar, sem quebrar, o peso dos passageiro,
fazer a ligação entre os mecanismos das rodas e de toda a estrutura interior
e exterior. Resumindo, é essencial que aguente todas as forças e adversidades a que vai
estar sujeito durante a sua utilização. Por isso, e para reduzir o peso da carroçaria
aumentar a rigidez da mesma utilizam-se os adesivos estruturais.
Estrutura da parte dianteira do veículo [3].
e sua montagem (adaptado de [3] e de [5] respectivamente)
B
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a)
A utilização de adesivos estruturais, nesta etapa do processo, confere grandes
se a conexão com
Aumenta a resistência à fadiga e stress induzido por choques ou pressões;
produzido pelas estruturas ligadas ao chassis - essa
se devido a uma correcção das tolerâncias
características dos materiais de encaixe proporcionada pela utilização de adesivos
esivo une essas superfícies corrigindo as imperfeições
nde assentam, entre outros, o motor, o
através de ligações de
na estrutura do veículo, é no
assentar os bancos
dos passageiro, das malas,
fazer a ligação entre os mecanismos das rodas e de toda a estrutura interior
e exterior. Resumindo, é essencial que aguente todas as forças e adversidades a que vai
e para reduzir o peso da carroçaria e
(adaptado de [3] e de [5] respectivamente).
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3.5. REFRORÇO ESTRUTURAL
As tecnologias de reforç
necessidades de segurança rodoviária. Estas te
tridimensionais de plástico, aços ou compósitos agregados com epóxidos a locais
específicos que fazem com que a estrutura do chassi
Como é verificável nas figs.
essenciais do automóvel: A parte dianteira, a parte traseira e a zona entre as portas.
3.6. SOUND DAMPING
O uso de adesivos para selar, ligar e revestir certos
barulho das vibrações e melhora
criação de sistemas de rádio, leitores de CDs e respectivas colunas de som, com
qualidade (ver fig. 29).
Fig. 27: Reforços estruturais
automóveis: portas, parte dianteira e
parte traseira, respectivamente
(adaptado de [5]).
Fig. 29: Redução e amortecimento do ruído e vibrações através da aplicação, em locais estra
Adesivos em Automóveis
EFRORÇO ESTRUTURAL
As tecnologias de reforço estrutural surgem como uma resposta às crescentes
necessidades de segurança rodoviária. Estas tecnologias resumem
dimensionais de plástico, aços ou compósitos agregados com epóxidos a locais
específicos que fazem com que a estrutura do chassis se torne mais segura.
s. 27 e 28, os reforços estruturais são utilizados em 3 pontos
essenciais do automóvel: A parte dianteira, a parte traseira e a zona entre as portas.
SOUND DAMPING
O uso de adesivos para selar, ligar e revestir certos materiais, permitem
melhorar a acústica no interior dos automóveis. Isto possibilita a
criação de sistemas de rádio, leitores de CDs e respectivas colunas de som, com
Fig. 28: Reforços estruturais nos automóveis (representados a
amarelo) [5]. Reforços estruturais
utomóveis: portas, parte dianteira e
parte traseira, respectivamente
Redução e amortecimento do ruído e vibrações através da aplicação, em locais estratégicos de adesivos [5].
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o estrutural surgem como uma resposta às crescentes
ogias resumem-se a sistemas
dimensionais de plástico, aços ou compósitos agregados com epóxidos a locais
se torne mais segura.
struturais são utilizados em 3 pontos
essenciais do automóvel: A parte dianteira, a parte traseira e a zona entre as portas.
materiais, permitem reduzir o
acústica no interior dos automóveis. Isto possibilita a
criação de sistemas de rádio, leitores de CDs e respectivas colunas de som, com grande
automóveis (representados a
tégicos de adesivos [5].
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4. CARRO DESPORTIVO LOTUS ELISE
Um dos exemplos concretos da utilização de adesivos na indústria automóvel é a
produção do modelo desportivo LOTUS ELISE (figs.30 e 31).
A combinação inovadora de adesivos e rebites é utilizada na produção do chassis deste
modelo, da marca LOTUS, que é principalmente constituído por compósitos de alumínio.
Esta técnica de colagem (a ligação adesiva) foi desenvolvida por esta empresa britânica
de carros desportivos em parceria com a Ciba Polímeros da Suíça e com a Hydro
Aluminium da Dinamarca.
Os vários engenheiros envolvidos na construção deste modelo, optaram pelo uso do alumínio,
em detrimento do aço, na carroçaria do mesmo o que a tornou muito mais leve.
A escolha e desenvolvimento do adesivo ideal para o chassis de alumínio demoraram algum
tempo e implicou estudos e realização de testes bastante complexos para a escolha do adesivo
indicado [9].
Figs. 30 e 31: Modelo desportivo LOTUS ELISE e a estrutura da sua carroçaria em alumínio([9] e[2] respectivamente).
Fig. 30
Fig. 31
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5. AUTOCARROS, CAMIÕES E CAMIONETAS
Tanto em autocarros ou viaturas pesadas de transporte de passageiros ou mercadorias
utilizam-se inúmeros adesivos na sua construção, ver fig. 32.
5.1. PROJECTO LITEBUS
O Projecto LITEBUS - MODULAR LIGHTWEIGHT SANDWICH BUS CONCEPT- liderado pelo INEGI, tem como principal objectivo desenvolver um novo conceito de carroçaria de autocarro com vista a reduzir o peso de um autocarro normal, diminuindo, assim, as emissões de compostos orgânicos voláteis para a atmosfera [10].
Este projecto implementa várias tecnologias inovadoras, entre as quais, o uso de materiais “compósitos sanduíche” reforçados.
A tecnologia/sistema “compósitos de sanduíche”, permite uma melhor performance dos produtos em termos de resistência, rigidez e impacto em caso de acidente, bem como apresenta inúmeras vantagens em termos de redução do peso e aproveitamento de espaço.
É de realçar que este projecto só foi possível realizar graças à aplicação de adesivos estruturais que permitiram construir os “compósitos sanduíche” e tornar o automóvel muito mais leve.
Fig. 32: Figura ilustrativa dos vários adesivos aplicados nos vários locais das camionetas [3].
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6. CONCLUSÃO
Na industria automóvel dos nossos dias, a utilização de “adesivos estruturais” permite
construções mais leves, mais robustas, mais seguras, mais resistentes a acidentes,…
Com os “adesivos estruturais” torna-se assim possível, aos carros modernos, a
concepção “multi-material” que traduz uma utilização conjunta de materiais diversos
(anteriormente impossíveis de misturar).
Encontram-se, deste modo, conjuntamente:
• O aço (nos pilares, vigas transversais e longitudinais);
• O Aluminio (em peças de grandes dimensões: capô, tampo da mala, teto, portas,etc);
• O magnésio (em peças internas uma vez que ele apresenta má resistência à corrosão);
• O plástico (em peças com formas complexas e pára-choques ou outras peças que
necessitam de boa elasticidade).
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7. REFERÊNCIAS
[1] da Silva, Lucas F. M.; Magalhães, António G.; Moura, Marcelo F. S. F., “Juntas Adesivas Estruturais”, Publindústria, Porto, 2007
[2] Adams, R. D., “Adhesive Bonding: science, technology and
applications”, Boca Raton: CRC, 2005 [3] Couvrat, P., “Le Collage Strutural Moderne: théorie et
pratique”, Tec&Doc - Lavoisier, Paris, 1992 [4] da Silva, Lucas F. M., PowerPoint Pdf: “Juntas Adesivas
Estruturais- Aula 10-Aplicação II: A Indústria dos Transportes”
[5] Sika, Empresa, Catálogo Informativo: “Automotive Realizing
Visions”, www.sika-industry.com
[6] Sika, Empresa, Catálogo Informativo: “Sika System Solutions –
The Way to Success Technology Guide”, www.sika-industry.com
[7] 3M, Empresa, PowerPoint Pdf: “Industrial Adhesives and Tapes
Division”, 2008, www.3m.com
[8] Volkswagen, Empresa, Catálogo Informativo: “Mundo
Volkswagen”, 2010, www.volkswagen.pt
[9] LOTUS, Empresa, Brochura: “Lotus Elise The Future”,
www.lotuscars.com
[10] LITEBUS Project, Public Document: “MODULAR LIGHTWEIGHT
SANDWICH BUS CONCEPT – LITEBUS (Summary and objectives)”, 2010,
www.litebus.com/overview.asp
[11] AUDI, Empresa, Panfleto Informativo: “Audi Models”, (2008)