LUNAS DEL AUTOMÓVIL

Los primeros vehículos que fueron desarrollados y comercializados no incorporaban ningún tipo de cristal que tuviera la función de proteger a los ocupantes del vehículo en caso de proyección de cualquier objeto al interior del habitáculo.
Pasados unos años del lanzamiento de estos primeros vehículos, en 1910 se introduce el uso de lunas para evitar el impacto de cualquier objeto contra los pasajeros en caso de accidente.
Una década más tarde, en los años 20, se generaliza la comercialización de vehículos cerrados. Es en esta época cuando los cristales, tanto las lunas delanteras como los cristales laterales y posteriores, entran en el desarrollo conjunto con el automóvil.
A finales de los años 40 se introduce de forma generalizada la utilización del cristal templado con la intención de mejorar las prestaciones de los cristales.

En esta entrada, vamos a ver los diferentes tipos de lunas existentes, y los procesos que configuran la fabricación de las diferentes lunas.
Las lunas son un componente fundamental del vehículo, ya que el conductor tiene que ser capaz de ver los obstáculos que hay en la carretera. Además debe proteger a los pasajeros de las proyecciones que pueden venir del exterior.

TIPO DE LUNAS:

Las lunas más utilizadas en el sector de la automoción, son: 

• Vidrio templado: Este tipo de luna muy resistente a los golpes, frente al vidrio estándar. La propiedad que hace a este tipo de vidrio especial, es que cuando se rompe, lo hace en numerosos pequeños fragmentos. Sin embargo cuando se rompe impide la visibilidad a través de él, y además no opone resistencia a su penetración de forma que puede entrar en el habitáculo los objetos causantes de su rotura.

Este tipo de vidrio se utilizó inicialmente en las lunas delanteras de los vehículos. Sin embargo con la llegada de los nuevos vidrios, este tipo de luna a quedado relegado a las lunas traseras, laterales, y techos.

• Vidrio laminado: Una luna fabricada con vidrio laminado está formada por dos láminas de vidrio entre las cuales se inserta una lámina plástica. Gracias al proceso de unión, por calor y presión, el conjunto se presenta como una única lámina de cristal. 

En caso de rotura de la luna, los fragmentos de vidrio quedan unidos a la lámina de plástico ofreciendo una mayor resistencia a la entrada de objetos al interior (seguridad de bienes y personas) que los vidrios templados. Su aplicabilidad es a todas las lunas del vehículo. 

Dentro de estos tipos de lunas podemos encontrar diferentes sistemas acoplados a las lunas, como:

    1.- Vidrio tintado o ahumado: El vidrio tintado o coloreado absorbe parte de la energía solar (radiación infrarroja y ultravioleta),reduciendo los efectos de ésta sobre el vehículo. El tintado reduce el calor transferido hacia el interior del vehículo . Su aplicabilidad es a todas las lunas del vehículo (parabrisas, laterales, posterior).

    2.- Vidrio tintado en oscuro: Esto se produce cuando se colorea el vidrio con un tinte más profundo. El tintado de lunas en oscuro está limitado por la ley, aplicándose a los techos solares, lunas laterales traseras y luna trasera.

    3.- Vidrio con control solar ajustable: Permite oscurecer o iluminar el matiz del vidrio mediante tecnología electrocrómica, impidiendo el paso al interior del vehículo de un alto porcentaje de la energía solar. Este sistema permite adaptar rápidamente a voluntad del usuario, la intensidad de filtro de la luz y de la energía solar. El color de la luna puede modificarse, permitiendo el ingreso del 2% al 20% de energía solar y del 4% al 40% de luz al interior del vehículo. Actualmente, esta tecnología se encuentra disponible en techos solares fabricados con vidrio laminado, no obstante los fabricantes trabajan para incorporar este tipo de tecnología en otras superficies vidriadas. 

                                             

      4.- Vidrio anti-calor (atérmico): Las lunas anti-calor modulan la temperatura interior del vehículo. Ello puede obtenerse bien reflejando una parte de la energía solar incidente y/o absorbiéndola. Las ventajas que presentan este tipo de vidrios es una mejora del confort térmico, reduciendo la creación de calor y la necesidad del aire acondicionado, ahorrando a su vez combustible.

   

5.- Vidrio térmico: Se trata de vidrios calefactables que facilitan la eliminación del hielo, bruma o escarcha depositados sobre la superficie de la luna y que impiden la visibilidad a través de ella. Estos sistemas se conectan (12 ó 42V) mediante unos terminales al sistema eléctrico del automóvil para calentar la superficie del vidrio logrando desempañarlo. Este tipo de lunas es conveniente en zonas de temperaturas frías y se aplica en todas las lunas del vehículo. 

Existen varios tipos de sistemas: Hilos conductores en vidrio laminado, revestimiento electro-conductor en vidrio laminado, hilos de plata conductores en vidrio templado.

    6.- Vidrio hidrófobo: A la luna se le incorpora un tratamiento hidrófobo que permite una evacuación fácil y rápida del agua, mejorando así la visibilidad del conductor bajo condiciones lluviosas y por lo tanto su seguridad.

El tratamiento evita la extensión de las gotas de agua sobre la superficie de la luna, las gotas no se pegan al cristal y mantienen una forma esférica, de forma que su evacuación está garantizada por la corriente de aire generada por el movimiento del vehículo y el uso del limpiaparabrisas.

   7.- Vidrio antireflejo: Se aplica al vidrio un revestimiento especial antireflejos que reduce la reflexión de la luz sobre el parabrisas causante de malestar e incomodidad visual al conductor.

    

    8.-Vidrio acústico: Se fabrican lunas laminadas con una capa intermedia de PVB especialmente diseñado para que el conjunto ofrezca una mayor protección acústica frente al ruido que los vidrios laminados estándares. Se reduce la transmisión del ruido, en particular el sonido de baja frecuencia del motor y el sonido de alta frecuencia producido por el viento.

    9.- Vidrio con antena integrada: El vidrio es un excelente soporte para la integración de antenas gracias a sus propiedades dieléctricas. Mediante serigrafía se incorporan al vidrio las diversas antenas AM/FM, GSM, GPS, TV, etc.

    10.- Vidrio con sistema display: Este vidrio lleva incorporada una tecnología que permite visualizar una pantalla virtual en el propio vidrio para mostrar determinada información al

conductor (velocidad, dirección, etc). Se introduce una capa transparente de reflexión en el vidrio, de forma que no interfiere en la vista desde el interior del vehículo, la pantalla virtual muestra un mensaje claro y breve al conductor sin que tenga que retirar su atención del camino.

TIPOS DE LUNAS SEGÚN SU COLOCACIÓN:

En cuanto los diferentes métodos con los que se colocan las lunas en los vehículos, encontramos:

• Lunas calzadas: Aquí lo que se utiliza para la unión de la luna a la carrocería es una junta de goma. Esta junta, presenta en su interior una ranura donde se introduce el vidrio. Posteriormente se coloca en la zona donde vaya situada. 

Esta forma de ir unidas a la carrocería hace que su sustitución sea más sencilla. Sin embargo este tipo de luna en la actualidad está siendo relegada, debido a la aparición de las lunas pegadas.

• Lunas pegadas: A diferencia de las lunas calzadas, las lunas pegadas se unen a la carrocería por medio de un pegamento estructural. Esto hace que la unión sea más fuerte, y hermética. Sin embargo su sustitución es más compleja. 

Los adhesivos utilizados para pegar las lunas son los poliuretanos. Los diferentes tipos que encontramos en el mercado, son:

• Poliuretanos monocomponente: Estos poliuretanos polimerizan  por efecto de la humedad atmosférica formando un material elástico como el caucho. Por esta razón es importante el grado de humedad del aire, ya que según sea éste mayor o menor la polimerización será más rápida o lenta. Existen poliuretanos monocomponentes cuyo proceso de curado es relativamente corto al requerir precalentamiento en hornos o estufas eléctricas específicas, antes de su aplicación y durante un tiempo determinado.

• Poliuretanos bicomponentes: Los productos bicomponentes curan mediante la mezcla de 2 componentes: adhesivo y endurecedor. El adhesivo, al mezclarse con su correspondiente catalizador, produce una reacción de polimerización que provoca el secado del adhesivo en un tiempo relativamente corto. Actualmente la diferencia entre el tiempo de endurecimiento de un poliuretano monocomponente y un bicomponente se ha reducido de forma considerable, ya que existen poliuretanos monocomponentes de secado ultrarrápido que endurecen con total garantía para mover el vehículo en tiempos relativamente cortos.

                                                     

A continuación se nos muestra como se sustituye una luna pegada.

    

PROCESOS DE FABRICACIÓN:

Los procesos de fabricación de las diferentes lunas del automóvil,son las siguientes:

• Vidrio templado: Una luna fabricada con vidrio templado está formada por una lámina de vidrio endurecida mediante un tratamiento térmico a 600ºC, que al enfriarla bruscamente adquiere propiedades mecánicas que le dan una mayor resistencia a los golpes frente al vidrio estándar.
• Vidrio laminado: Una luna fabricada con vidrio laminado está formada por dos láminas de vidrio entre las cuales se inserta una lámina plástica de polivinilbutiral (PVB).Gracias al proceso de unión, por calor y presión, conjunto se presenta como una única lámina de cristal. En los siguientes vídeos se nos muestra como se fabrican las lunas laminadas.

                                                                          (INGLÉS)              

                                                

(ESPAÑOL)

TIPOS DE ROSCAS

Como ya hemos visto anteriormente, hay diferentes tipos de uniones. En esta clasificación encontramos las uniones fijas y amovibles. Dentro de este último tipo de unión encontramos las uniones atornilladas, para llevar a cabo este tipo de unión es necesario realizar una rosca.
En esta entrada vamos a ver el tipo de roscas existentes, así como sus parámetros, y sus cotas.

PARÁMETROS:

La función de la rosca, es la de insertar un elemento en el interior de un hueco con una forma, y rosca similar, por medio de un movimiento circular. Según el tipo de rosca,el conjunto (tornillo y rosca) puede tener la función de asegurar piezas, o evitar fugas de fluidos.

Para comprender mejor esto es necesario observar los diferentes parámetros de una rosca.

Los mas importantes son: 

Núcleo: Es el volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca o cuerpo del elemento roscado. 

Flancos: Son las superficies teóricas de contacto. 
Filete: Es la superficie exterior de unión de los flancos. 
Fondo: Es la superficie interior de unión de los flancos. 
Hilo: Es cada uno de los filetes.
Paso: Es la distancia medida paralelamente al eje entre dos hilos consecutivos. 
Avance: Es el desplazamiento de la rosca en cada vuelta completa.

TIPO DE ROSCAS:

Con respecto a las roscas, se pueden hacer diferentes clasificaciones. En esta práctica voy a mostrar las diferentes roscas según el tipo de paso, y según su forma.

En cuanto a la clasificación según el el tipo de paso, encontramos:

• Roscas de paso grueso: este tipo de roscas, presentan una gran amplitud en cada filete. Por lo tanto  la fijación que lleva a cabo es una unión firme, pero la unión no es muy estrecha.

 Esto hace que este tipo de rosca sea la más utilizada en la vida diaria.

                          

• Roscas de paso fino: la separación entre las estrías de la rosca es más pequeña que en la anterior. Esta separación menor, hace que este tipo de rosca genere una unión más precisa. En cuanto a uso de las roscas de paso fino se encuentran en el sector de la mecánica, la industria automotriz,...

• Roscas de paso extrafino: Este es el tipo de rosca que mayor precisión tiene en cuanto al ajuste que es capaz de poseer. Esta unión tan estrecha se debe a que la separación entre los filetes de la rosca es muy pequeña, esto hace que sea la rosca ideal para los elementos que tienen que unirse a zonas muy delgadas. Su uso se puede localizar en cualquier sector.

Según la forma, encontramos:

• Roscas en "V": Este tipo de rosca, se suele emplear para la fijación de instrumentos de precisión, como por ejemplo microscopios, tornillo micrométrico...
• Rosca Witworth: Las crestas de las rosca witworth presentan una forma redondeada, con el fin de que no haya juegos,ni holguras.
• Rosca métrica: Este tipo de rosca es similar a la rosca witworth, en cuanto a forma.  Sin embargo las crestas están menos redondeadas.
• Rosca redonda: La rosca redonda, es el tipo de rosca ideal para fijar elementos que tengan que soportar grandes esfuerzos. Pero su elaboración es muy compleja.
• Rosca cuadrada: Esta rosca que presenta filetes con forma cuadrada. Además es ideal para la transmisión de movimiento y potencia.
• Rosca trapezoidal: Es la formada por crestas con forma de trapecio isósceles.  Este tipo de roscas se emplea para conseguir movimiento de traslación.
• Rosca de dientes de sierra: Esta rosca está formada por un trapecio rectángulo. Es una rosca de difícil elaboración, pero presenta una gran resistencia a los esfuerzos en un solo sentido.

TABLA DE MECANIZADO:

En estas tablas se muestran las diferentes medidas a seguir para realizar el mecanizado.

FABRICACIÓN DE ROSCAS:

Las roscas se pueden fabricar por diferentes métodos, como:

• Machos: Este método de fabricación consiste en realizar una agujero en la pieza donde se quiere practicar el roscado. Posteriormente se  introduce el macho, el cual realiza la rosca.    

• Fresadora: En este caso la rosca se realiza por medio de una máquina, en la cual se le introducen las diferentes cotas, y se realiza la rosca. La rosca resultante es muy precisa. A diferencia de las roscas hechas con machos de forma manual, estas roscas pueden presentar dos sentidos de giro. También puede realizar varias operaciones en los orificios, como taladrar, hacerle un chaflán, mecanizar y ranurar el final de la rosca...

• Torno: Este tipo de roscado se suele realizar con tornos CNC, que presenta unas placas de metal, con la misma forma que la rosca que se va a conformar. El proceso es el siguiente:

• Laminación: Cuando se quieren producir gran cantidad de piezas roscadas, se recurre a la laminación. En este proceso las fibras procedentes del material no son cortadas, sino desplazadas. Esto hace que se reduzca el tiempo de fabricación, y se aumenta la durabilidad de la pieza. Además se reducen los sobrantes de material.

PRÁCTICA Nº17 (SOLDADURA MAG)

Como ya hemos explicado anteriormente, existen dos tipos de uniones, uniones amovibles y uniones fijas. En cuanto a este último de tipo de unión se encuentra la soldadura.
En esta entrada vamos ha hablar sobre la práctica de soldadura que hemos estado realizando esta semana.
En dicha práctica hemos cortado tres piezas de 150mm x 50mm de una plancha de 0´8mm de grosor. Una vez cortadas dichas piezas, hemos realizado unos escalonamientos en las piezas que se van a posicionar en el extremo derecho e izquierdo.

Una vez realizado este paso, en un lado de la pieza restante se realizan cinco agujeros. Estos orificios se encuentran a 15mm del extremo, y a 30mm de separación entre ellos. 

Para realizar estos orificios se utiliza una taladradora de metal.

Posteriormente, cuando ya tenemos las tres piezas preparadas, se ensamblan. Este ensamblaje consiste en poner las dos piezas que presentan el escalonamiento en los extremos, y la pieza con los orificios en la parte central. De tal manera que quede así:

Cuando ya tenemos la pieza completa, ya podemos empezar a unir la pieza mediante soldadura. Como ya hemos dicho antes vamos a utilizar una soldadora semiautomática MAG.

La soldadura MIG/MAG, es una máquina de soldadura semiautomática, de arco eléctrico. En este proceso de soldadura se crea un diferencial de potencial entre la pieza y el hilo, por lo que los electrones pasan del  hilo a la pieza. Este paso de electrones hace que la temperatura de la pieza aumente fundiendo el metal. Además la peculiariad de esta maquina es que posee un gas de seguridad. Este gas lo que hace es evitar que la soldadura entre en contacto con el oxígeno, y el nitrógeno que hay en el aire, ya que si entra en contacto con la soldadura la debilita.

Los tipos de soldadura que vamos a emplear para unir la pieza es punto calado, y punto tapón.

• Punto calado: En este tipo de soldadura vamos lo que queremos conseguir es aportar calor a las dos piezas unidas para que se fundan y se fusionen. Para conseguir esto vamos a emplear una tensión alta, y una velocidad de hilo también alta. Yo he elegido una tensión 5 y una velocidad de hilo de 5, pero esto se se puede modificar según cada persona.

                                                     

• Punto tapón: A diferencia del punto calado en este tipo de soldadura, no vamos a fundir las dos piezas a la vez, sino que se funde la pieza colocada en al parte inferior a través del orificio. Posteriormente este orificio se tapa con el aporte de material.

Finalmente cuando ya hemos realizado la soldadura, la pieza queda completamente fijada. Posteriormente se lijan ligeramente los puntos de unión, para evitar las irregularidades, y finalmente la pieza queda así: