7 de julho de 2008
Saiba o que levou empresas como Honda, Ford e PSA a mudarem a matéria-prima principal

Mirian Blanco |

Os investimentos em fundição recém-anunciados por quatro grandes montadoras nacionais apontam à tendência brasileira de adoção do alumínio na fabricação de motores mais compactos, leves, eficientes e econômicos. A Honda Automóveis do Brasil investiu R$ 130 milhões e já produz cerca de 12 mil componentes por mês. A Ford, que desde 99 detém uma linha de fundição de alumínio, investe R$ 600 milhões para montar a família de motores Sigma, na unidade de Taubaté (SP). A Peugeot Citroën, que já fabrica motores 1.4 em alumínio, deverá nacionalizar a fabricação de motores 2.0, em 2009. E a Fiat retomou a unidade de fundição de alumínio da Teksid, vendida em 2002, e planeja processar cinco mil toneladas do metal de alumínio e 800 mil cabeçotes ao ano.

“Para competirem no mercado, todas as montadoras procuram fabricar veículos mais econômicos e com melhor qualidade. Como o motor de ferro fundido é muito pesado, o que significa maior peso bruto do carro e um consumo de combustível acima do propiciado pelo motor de alumínio, a substituição é uma tendência”, diz Horácio Tuyoshi Natsumeda, diretor da Honda Automóveis do Brasil.

Honda Automóveis do Brasil: motores de alumínio no padrão japonês

A Honda escolheu o alumínio para marcar a nacionalização de motores e de cabeçotes que, depois de quase uma década de importação do Japão, passam a ser fabricados na fábrica de Powertrain, inaugurada em maio, em Sumaré (SP). Construída na mesma área de 1,7 milhão de m² da linha de montagem do Civic e do Fit, a nova unidade ocupa uma área de 13 mil m² e tem capacidade para produzir 12.500 unidades mensais de motores e cabeçotes, em três turnos de trabalho.

E não para por aí. Já no segundo semestre de 2009, a empresa montará uma segunda linha componentes fundidos em alumínio para abastecer sua nova fábrica de automóveis na Argentina, ampliando sua produção para 16.300 mil unidades/mês. Com investimentos desse porte, o metal garantiu a melhor opção na relação custo/benefício operacional. “Com alumínio, ganhamos qualidade no processo porque fica mais fácil controlar a fundição e a usinagem, já que o ferro fundido traz problemas de porosidade e dificuldades dado seu altíssimo ponto de fusão”, disse o diretor Natsumeda. Segundo ele, apesar do preço por peso do metal ser mais caro que os concorrentes, há ganhos de agilidade e de melhoria nos processos produtivos.

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Foto: divulgação HONDA

Na fábrica, dividida em áreas de fundição, de usinagem e de montagem, os processos seguem o mesmo rigor da matriz japonesa, a começar pela escolha dos parceiros: “fizemos uma avaliação completa do fornecedor de alumínio para saber se ele poderia repetir os mesmos padrões de qualidade, para só então validar e homologar”, disse Sergio Shin Kawase, diretor de produção da nova fábrica PowerTrain. A empresa escolhida foi a Metalur, maior fornecedora de alumínio secundário da América Latina, e que fica em Araçariguama, a 100 km da unidade Powertrain. Hoje, a Metalur abastece a nova unidade da Honda com 20 a 25 toneladas por dia do metal (no estado líquido a 730ºC), sendo que a perda de temperatura do material, durante o transporte, é devidamente monitorada pela própria montadora.

Do total de alumínio depositado diariamente, metade refere-se à liga HD-2 (exclusiva da montadora e que possui de 8% a 12% de silício para a fundição dos blocos de motores), e a outra parte à liga HS-1, com 6% a 8% de silício e aplicada na produção de cabeçotes. João Leite, engenheiro da sede de Manaus que acompanha a montagem do processo Powertrain em Sumaré, explica o porquê da diferença entre os materiais. “A liga HD-2 contém maior percentual de silício, componente químico que dá mais fluidez ao alumínio, para conseguir penetrar todas as cavidades da peça e completar a forma do bloco, que é mais complexa. Já o cabeçote, por ter uma condição mecânica mais simples, não demanda tanta fluidez e, por isso, a HS-1 tem percentual de silício mais baixo”.

Processo de produção

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Foto: divulgação HONDA

Assim que chega à unidade Powertrain, o alumínio é vazado, através de calhas, em uma panela de 10 toneladas, onde passa por um processo de desgaseificação para retirada do hidrogênio e do óxido presente na superfície do metal líquido. De lá, o metal segue diretamente para a injetora (importada da Suíça), que, de forma automatizada, produz as peças, injetadas em alta pressão (High Pressure DieCasting) – no caso dos blocos – e em baixa pressão (Low Pressure DieCasting), para os cabeçotes.

Em seguida, os blocos são inseridos em moldes de areia que modelam as cavidades dos componentes. “Por se tratar de uma peça complexa, não pode ser fabricada com o próprio molde permanente da injetora, feito em ferro”, explica Leite. Depois de ser retirado dos machos por um processo de vibração que quebra a areia enrijecida, o bloco passa por um tratamento térmico, que, ao tirar a tensão residual da peça, aufere-lhe dureza e melhora suas propriedades mecânicas.

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Foto: divulgação HONDA

Na usinagem, cada uma das seis faces das peças recebe tratamento isolado, num total de 18 etapas para blocos de motor e 17, para cabeçotes. A área detém 24 centros de usinagem, equipamentos de testes de estanqueidade, lavadoras e máquinas diversas, como apertadeiras sincronizadas, brunidoras, ferramentas de medição das camisas e mancais, todos de origem nacional. “É preciso ter cuidados especiais porque como o alumínio tem o ponto de fusão muito baixo (600ºC), se não forem tomadas as devidas precauções, há riscos de arestas postiças”, diz Sergio Kawase, da Powertrain. Segundo ele, apesar de a Honda já desenvolver a usinagem de peças de alumínio como carcaças da transmissão e de embreagem, cárter e ponta de cabeçote desde 2004, o processo com bloco de motor trouxe muitos desafios.

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Foto: divulgação HONDA

“Como a camisa dos pistões do bloco é de ferro fundido e a peça como um todo é de alumínio, tivemos que desenvolver formas de corte da peça bi-material, inédita no Brasil, o que foi desafiador até para empresas de ferramenta com grande experiência”, conta. Para evitar que a peça nem empastasse nem quebrasse, tão pouco formasse arestas postiças, a montadora realizou vários testes com as ferramentas de corte utilizado no processo de fresamento da face de combustão e adotou os parâmetros de corte da matriz, com indicadores de velocidade, rotação e dureza das pastilhas. A qualidade de todas as etapas é devidamente avaliada por inspetores.

Com toda essa inteligência, os motores hoje saem da fábrica com peso de apenas 130 kg, 30 kg a menos do que os modelos convencionais. “Nosso bloco pesa em média 18 kg; se fosse feito em ferro fundido, teria no mínimo o dobro disso”, diz Sergio. Para o engenheiro, a produção de motores de alumínio traz muitas vantagens porque “é cerca de 30% mais leve, favorece a performance do torque e a potência dos veículos, além de trazer facilidades operacionais como a transferência de temperatura”, diz. Segundo ele, é por isso que “o uso do bloco de alumínio no Japão já é real há 15 ou 20 anos e será também no Brasil”.

FORD: motores de alumínio de altíssima geração

Embora a Ford não tenha confirmado oficialmente a escolha pelo metal – que já foi até noticiada na grande mídia – a marca dos motores Sigma, já tradicionais na Europa, é globalmente associada ao uso do alumínio no bloco, com sofisticação operacional, redução de volume e peso, economia de combustível, baixas emissões e rotações elevadas. Segundo a montadora, será um motor mais leve, de maior potência, com menor nível de ruído, em atendimento às normas de emissões e compatível ao uso do biocombustível.

O Brasil será o terceiro país a fabricar os novos motores da Ford, depois da Inglaterra e da Índia, o que garantirá, segundo a empresa, maior competitividade para a montadora no exterior. “O investimento permitirá melhorias de produtividade e de modernidade, trará ao País o estado-da-arte da engenharia global de motores e contribuirá consideravelmente para aumentar nossa competitividade dentro e fora do País”, disse em comunicado o presidente da Ford Brasil e Mercosul, Marcos de Oliveira.

PSA irá fabricar nova linha de motores de alumínio

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Foto: divulgação HONDA

No próximo ano, a Peugeot Citroen Brasil, que já fabrica o motor TU3 (1.4) em alumínio, irá nacionalizar a fundição e a usinagem do motor EW10 (2.0), hoje fabricado pela matriz francesa. De acordo com a empresa, as aplicações do alumínio nos blocos de motores Peugeot “significaram uma redução aproximada de 31 kg nos veículos que se utilizam dos motores TU3 (1.4) – Peugeot 206 Presence e Feline e Citroën C3 – e de 49 kg nos de motores EW10 (2.0) – Peugeot 307 e Citroën Picasso e C4 Pallas -”.

Com base nos estudos do Institute for Energy and Environmental Research Heidelberd de 2005, a montadora estima que essa diminuição de peso corresponda “a uma redução de 0,7 toneladas (motor TU3) e de 1 tonelada (motor EW10) na emissão de gás carbônico na atmosfera durante a vida útil do veículo. Ou, em termos de economia de combustível, menos 0,12 litros (TU3) ou menos 0,19 litros (EW 10) a cada 100 km percorridos”.

A pedido do Aluauto, uma equipe de engenheiros e técnicos da PSA Brasil preparou um artigo sobre a aplicação do alumínio em seus blocos de motores, com maiores detalhes sobre os futuros projetos da montadora. Para saber mais, leia aqui.

FIAT: retorno à fundição de alumínio

Depois de vender a unidade de alumínio por US$ 453 milhões em 2002, o Grupo Fiat, impulsionado pelo forte crescimento do setor automotivo, decidiu investir R$ 50 milhões e abrir uma nova usina de peças automotivas fundidas em alumínio da Teksid, em local ainda a ser definido no estado de Minas. A nova fábrica, que deverá entrar em operação no segundo semestre de 2009, terá capacidade para processar cinco mil toneladas de alumínio e 800 mil cabeçotes ao ano, que abastecerão exclusivamente as linhas de montagem da Fiat e da Iveco.

Motores de alumínio: preferência nacional
2 comentários sobre a matéria:
  • 17/04/2017 às 22:39

    boa noite, eu construi uma aeronave experimental e preciso motorizalo,como é experimental posso trabalhar com ‘n’ possibilidade de motores, porem meus recursos financeiros egotaram e estou em busca de alguma empresa pra fazer uma parceria comigo, li um pouco a respeito dos seus motores e achei interessante, uma vez que a aviaçao experimental nao disponibilizam de muitas opçoes de motores no mercado,se ouver interesse de aplicar seus motores na aviaçao experimental e houver interesse de sua empresa me ajudar nesse projeto ficaria muito feliz em receber um contato de voces, desde ja obrigado

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  • 24/08/2017 às 12:05

    Bom dia, estou elaborando meu TCC do curso de engenharia mecânica com o tema “análise do bloco de motor de alumínio”. Durante minhas pesquisas, encontrei que para fundição de alumínio de peças complexas usa-se a fundição sob pressão em câmara fria e esse método só é economicamente viável para produção em grande escala de peças.

    Já o molde de areia também é muito recomendado, porém muito utilizado pra produção de pequenas quantidades de peça, já que o molde se desfaz a cada peça produzida.

     o alumínio é vazado, através de calhas, em uma panela de 10 toneladas, onde passa por um processo de desgaseificação para retirada do hidrogênio e do óxido presente na superfície do metal líquido. De lá, o metal segue diretamente para a injetora (importada da Suíça), que, de forma automatizada, produz as peças, injetadas em alta pressão (High Pressure DieCasting) – no caso dos blocos
    Em seguida, os blocos são inseridos em moldes de areia que modelam as cavidades dos componentes. “Por se tratar de uma peça complexa, não pode ser fabricada com o próprio molde permanente da injetora, feito em ferro”, explica Leite.

    não entendi o que o autor quis dizer com isso.

    se uma fábrica de automóveis necessita de fabricar grandes quantidades de peça e para isso a fundição sob pressão em molde permanente é mais viável. Porque ele disse que tem que ser feito em molde de areia?

    a fundição sob pressão, pode ser injetada em alta pressão nos moldes de areia? ou somente em moldes permanentes de aço?

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