Los fabricantes de automóviles necesitan vehículos más seguros, ligeros y eficientes, reduciendo al mismo tiempo el coste y el tiempo de comercialización. Muchos de estos objetivos dependen de materiales y componentes nuevos que nunca se han utilizado antes en un vehículo, desde aceros de alta resistencia avanzados y materiales compuestos hasta los materiales de las baterías de los vehículos eléctricos. Cada uno de ellos necesita datos de ensayo fiables antes de poder ser aprobado.
Los sistemas de ensayo de Instron® proporcionan a los ingenieros de automoción datos precisos sobre el rendimiento de materiales y piezas en cada etapa, desde la investigación y el desarrollo hasta el control de calidad en producción. Nuestros sistemas cubren toda la gama de ensayos de automoción, desde un ensayo de tracción en una sola probeta de polímero hasta el ensayo de durabilidad de un vehículo completo. Para la simulación de colisiones y la durabilidad estructural, nuestro centro de excelencia en Darmstadt, Alemania, da soporte a fabricantes y proveedores de todo el mundo.
Vehículos eléctricos
Los vehículos eléctricos (VE) han incorporado nuevos materiales y componentes a la cadena de suministro de automoción, y cada uno de ellos necesita ensayos mecánicos. Los paquetes de baterías añaden un peso considerable, lo que ha aumentado el interés por la reducción de peso en todo el vehículo. Los materiales y conjuntos específicos de los VE, desde las películas separadoras de polímero en las celdas de iones de litio hasta los paquetes de baterías terminados, necesitan ensayos tanto en desarrollo como en producción.
La seguridad de las baterías empieza por los materiales de cada celda. Las películas separadoras deben resistir la perforación y el desgarro, ya que un separador dañado puede provocar un cortocircuito interno. Los ensayos de tracción y perforación miden estas propiedades durante el desarrollo del material y las confirman en producción.
A nivel de paquete, los metales ligeros, los materiales compuestos y los polímeros están sustituyendo a materiales más pesados en carcasas y estructuras. Cada nuevo material y unión necesita datos de ensayo mecánico antes de poder aprobarse para su uso en un vehículo.
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Ruedas y neumáticos
Las ruedas y los neumáticos son componentes críticos para la seguridad que soportan cargas elevadas y desgaste durante toda su vida útil. Para confirmar su fiabilidad, los ensayos deben reproducir las condiciones de carga reales con la mayor precisión posible. También se requiere un perfil mecánico completo de los materiales con los que están fabricados.
El caucho y el cordón de los neumáticos se someten a ensayos de resistencia a la tracción y alargamiento para confirmar que cumplen las especificaciones. El ensayo del cordón es fundamental, ya que este soporta gran parte de la carga dentro del neumático.
El ensayo de reología del caucho sin curar muestra cómo fluirá el compuesto durante el mezclado y la extrusión. Esto ayuda a los fabricantes a controlar la calidad antes de fabricar el neumático, momento en el que los cambios tienen el menor coste.
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Chasis y carrocería
La mayor parte del chasis y la carrocería de un vehículo está fabricada en metal. La demanda de vehículos más ligeros ha impulsado el desarrollo de grados de acero y aluminio de mayor resistencia. Estos nuevos grados plantean nuevos retos en los ensayos, como fuerzas de ensayo más altas y una medición de la deformación más exigente.
Los ensayos de tracción y flexión en chapa metálica proporcionan los datos de resistencia, ductilidad y conformabilidad necesarios para el estampado y la simulación de colisiones. Los ensayos a alta velocidad de deformación muestran cómo se comportan estos materiales a velocidades de colisión. Los laminados compuestos añaden sus propios ensayos, como la tracción y la compresión tras impacto.
A nivel de componente y de vehículo completo, los sistemas de durabilidad estructural y simulación de carretera reproducen en el laboratorio años de cargas de carretera. Estos sistemas cuentan con el respaldo de nuestro centro de excelencia en Darmstadt, Alemania.
Soluciones relacionadas
- Ensayos de tracción de chapas metálicas
- Ensayos de flexión de chapas metálicas
- Ensayo a alta velocidad de deformación
- Ensayos de tracción de laminados compuestos
- Ensayos de compresión tras impacto de laminados compuestos
- Ensayos de impacto de parachoques
- Ensayos de fatiga de soportes de escape
- Ensayo de durabilidad de la línea de escape
- Ensayos de durabilidad estructural
- Sistemas de simulación de carretera
- Ensayos de vehículos completos
Transmisión y suspensión
El tren motriz y la suspensión soportan cargas repetidas cada vez que el vehículo se mueve. Los daños pueden ir desde un problema estético hasta un fallo grave de seguridad. Los fabricantes de vehículos y los proveedores OEM deben cumplir normas de seguridad estrictas, por lo que estos componentes necesitan ensayos de torsión, fatiga y durabilidad para demostrar que durarán.
Los ejes, los palieres y los embragues soportan cargas repetidas de torsión y flexión durante toda su vida útil. Los ensayos de torsión y durabilidad miden su resistencia, rigidez y vida a fatiga bajo estas cargas.
Los amortiguadores se someten a ensayos de respuesta frente a cargas de impacto. En conjunto, estos ensayos respaldan la validación del diseño y confirman que las piezas de producción cumplen las especificaciones.
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Motor
Los componentes del motor y la transmisión funcionan a temperaturas mucho más altas que el resto del vehículo. Muchos fabricantes de equipos originales establecen sus propios requisitos de temperatura para cada componente. Los ensayos tanto a temperatura ambiente como de funcionamiento muestran cómo se comportarán en servicio los materiales del motor y la transmisión.
Los metales y los plásticos pueden perder resistencia rápidamente al aumentar la temperatura, por lo que los datos de ensayo a temperatura ambiente no son suficientes por sí solos. Los ensayos de tracción en cámaras ambientales y hornos miden la resistencia y la rigidez a las temperaturas, tanto altas como bajas, que estas piezas experimentarán en servicio.
Los ensayos de fatiga en cigüeñales y otros componentes del motor muestran cuánto tiempo durarán bajo las cargas repetidas del funcionamiento normal.
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Interior
Los conductores y pasajeros ven y tocan el interior cada vez que utilizan el vehículo, por lo que el acabado es importante. Los componentes del interior también deben resistir años de uso diario. El ensayo mecánico de tejidos, acabados y componentes del interior confirma que mantendrán su aspecto y rendimiento con el tiempo.
Los plásticos utilizados en salpicaderos, acabados y paneles se someten a ensayos de propiedades de tracción y flexión. Los ensayos de temperatura de deflexión bajo carga (HDT) y de temperatura de reblandecimiento Vicat muestran si las piezas se deformarán en un habitáculo caliente.
La espuma de los asientos se somete a ensayos de compresión para confirmar la comodidad y la durabilidad a lo largo del tiempo. Los mandos y botones se someten a ensayos de tracción y torsión para que no se aflojen ni se rompan. Los ensayos de impacto por caída de peso en salpicaderos muestran cómo se comportan las piezas del interior en una colisión.
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Unión
La reducción de peso ha ampliado la variedad de materiales utilizados en los vehículos. Unir distintos materiales de forma fiable es ahora un reto clave de ingeniería. Los adhesivos, las fijaciones mecánicas y las soldaduras mantienen el vehículo unido. Los ensayos muestran cómo se comportará cada unión a lo largo de la vida del vehículo.
Las uniones adhesivas se someten a ensayos de cizalladura por solape y de pelado para medir la resistencia de la unión. Los pernos se someten a ensayos de resistencia a la tracción y a la fatiga, y las soldaduras de plástico se someten a ensayos de tracción para confirmar que cumplen su resistencia de diseño.
Los ensayos a alta velocidad de deformación muestran cómo se comportan las uniones a velocidades de colisión. Esto cobra aún más importancia a medida que los vehículos combinan metales, materiales compuestos y plásticos en una misma estructura, ya que cada combinación de materiales se comporta de forma diferente.
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Sistemas de seguridad
La seguridad de los pasajeros impulsa una gran parte de la investigación y el desarrollo en automoción. El ensayo mecánico valida las decisiones de diseño y materiales para cinturones de seguridad, airbags, asientos y otros componentes de seguridad. Estos ensayos pasan después al control de calidad, de modo que cada componente crítico se comprueba antes de llegar a un vehículo.
La simulación de colisiones basada en trineo reproduce eventos de impacto frontal, lateral y de latigazo cervical sin destruir un vehículo completo. Esto permite a los ingenieros ensayar asientos, sistemas de retención y airbags antes en el desarrollo y con mayor frecuencia. El tejido de los cinturones de seguridad también se somete a ensayos a alta velocidad de deformación para confirmar su rendimiento bajo cargas de colisión. Para la simulación de colisiones a escala real, nuestro centro de excelencia de Darmstadt aporta más de 50 años de experiencia.
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CONSIDERACIONES CLAVE
Qué buscar en un sistema de ensayo para automoción
Fabricado para durar
La edad media de los sistemas Instron a los que damos mantenimiento es de 18 años, por lo que su inversión sigue funcionando durante décadas.
Datos precisos y repetibles
Somos el único fabricante de sistemas de ensayo que diseña y fabrica sus propias células de carga.
Adaptable y fácil de usar
Miles de accesorios adaptan un mismo sistema a nuevos ensayos, y el software Bluehill® Universal guía a los operadores de cualquier nivel de experiencia.
Soporte experto en todo el mundo
Ingenieros en comités de normas ASTM e ISO, además de más de 300 ingenieros de servicio de campo en más de 100 países.
Sistemas de ensayo recomendados
Ensaye componentes y materias primas, desde elastómeros hasta metales, en tracción, compresión y flexión. Miles de mordazas y utillajes permiten que un mismo sistema se adapte a nuevos materiales y métodos de ensayo. Los sistemas de ensayo universales dan soporte a todas las etapas, desde la cualificación de nuevos materiales hasta el control de calidad en producción de alto volumen.
Las torres de caída de la serie 9400 miden el rendimiento frente a impacto de plásticos y materiales compuestos, como los materiales de parachoques y salpicaderos. Simulan eventos de impacto reales a energías y temperaturas controladas. Los resultados le ayudan a diseñar piezas más resistentes y a confirmar su rendimiento antes de que se instalen en un vehículo.
Mida la resistencia y la rigidez torsionales de materiales y componentes de automoción. El Torsion Add-On 3.0 convierte un sistema de ensayo universal de la serie 6800 o 5900, nuevo o ya existente, en un sistema axial-torsional. Para ensayos dinámicos y de fatiga, los sistemas ElectroPuls® ofrecen ensayos tanto axiales como torsionales.
Los componentes de un vehículo soportan millones de ciclos de carga a lo largo de su vida útil. Nuestros sistemas servohidráulicos y ElectroPuls para ensayos dinámicos y de fatiga ensayan materiales y componentes bajo estas cargas cíclicas, desde pequeñas probetas hasta piezas de suspensión. Los resultados le ayudan a predecir y prolongar la vida útil antes de que las piezas lleguen a producción.
Nuestros sistemas de trineo de aceleración Hydropuls® se utilizan para desarrollar y homologar sistemas y piezas de seguridad de vehículos. También ayudan a los ingenieros a estudiar cómo se comportan los materiales y las estructuras durante una colisión. Hay más de 60 sistemas Hydropuls CSA instalados en todo el mundo, respaldados por nuestro centro de excelencia en Darmstadt, Alemania.
Los vehículos deben funcionar de forma fiable durante años sin suponer ningún riesgo para los ocupantes. Los sistemas de durabilidad estructural realizan ensayos funcionales y de vida útil en componentes y conjuntos completos, desde ejes hasta vehículos completos. Los sistemas están controlados por el controlador Labtronic EVO® y cuentan con el respaldo de nuestro centro de excelencia en Darmstadt, Alemania.
Hable con un experto de Instron
¿Está validando un nuevo material o componente? Cuéntenos su aplicación y nuestros especialistas en automoción le ayudarán a elegir el sistema de ensayo, los utillajes y el software adecuados.
Hable con un ingeniero de aplicaciones de automoción
Cuéntenos sus necesidades de ensayo y le ayudaremos a configurar el bastidor, la célula de carga, las mordazas y el software adecuados para su laboratorio. Complete el formulario a continuación y le responderemos en un plazo de 1-2 días laborables. Para una respuesta más rápida, llame al +1-800-473-7838 o al +1 781 828 2500 si se encuentra fuera de EE. UU.
Recursos
- Folleto de soluciones de ensayo para automoción
- Folleto de soluciones de ensayo de baterías de vehículos eléctricos
- La guía definitiva para el ensayo de materiales y piezas ligeras en automoción y aeroespacial
- Webinar: Retos del ensayo mecánico para el desarrollo y la producción de baterías de VE
- Por qué los ensayos de fatiga precisos son esenciales para las piezas de automoción fabricadas mediante fabricación aditiva
- Cómo se utiliza una torre de caída de impacto para ensayar piezas de automoción
- Catálogo de accesorios para ensayos de materiales
