Automotive Worldwide. S-in motion

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1 Automotive Worldwide S-in motion Steel - Aço Saving weight - Redução de peso Saving costs - Redução de custos Sustentabilidade Segurança Serviço Strength - Rigidez Soluções

2 Sobre a ArcelorMittal A ArcelorMittal é a empresa siderúrgica líder mundial com operações em mais de 60 países. Somos líderes em todos os maiores mercados siderúrgicos globais, incluindo automotivo, construção, aparelhos domésticos e embalagens. A ArcelorMittal opera algumas das instalações para a fabricação de aço mais avançadas em tecnologia e é uma indústria líder em pesquisa e desenvolvimento em novos aços, revestimentos, soluções e serviços. A Empresa tem acesso a grandes fontes de suprimento de matéria prima e redes eficientes de distribuição global. Com presença industrial em mais de 20 países em quatro continentes, a ArcelorMittal fornece para todos os mercados chaves mundiais de aço, dos emergentes aos já maduros. Através de nossos valores centrais de Sustentabilidade, Qualidade e Liderança, a ArcelorMittal está comprometida em operar de maneira responsável no que diz respeito à saúde, segurança e bem estar de seus funcionários, empreiteiros e comunidades onde operamos. Também estamos comprometidos com o gerenciamento sustentável do meio ambiente e dos recursos mundiais finitos. 2

3 O que é S-in motion? S-in motion é um novo conceito para montadoras que queiram criar veículos mais leves, seguros e ambientalmente sustentáveis para o século 21. O projeto mostra o comprometimento contínuo da ArcelorMittal com o setor automotivo, oferecendo um catálogo de peças e soluções em aço que possam ser usadas para a redução de peso dos veículos produzidos atualmente. O catálogo inclui atualmente soluções múltiplas para 43 peças de um veículo típico do segmento C. Todas as soluções podem ser implementadas na produção de veículos hoje e podem ajudar as montadoras a diminuir peso e custos, enquanto fornecem veículos sustentáveis, seguros e resistentes. O S-in motion também demonstra o comprometimento da ArcelorMittal com o serviço em todas as etapas do processo de design e produção de um veículo e sua habilidade para desenvolver soluções que vão de encontro às necessidades das montadoras atuais. O desenvolvimento do S-in motion foi dividido em duas fases: 1. Soluções em módulos, isto é, módulo frontal, módulo traseiro, módulo lateral, módulos de abertura, etc para a América do Norte e Europa. 2. A solução para um veículo mais leve na Europa. Solução S-in motion Para a maior parte das 43 peças, mais que uma solução foi identificada. O catálogo resultante tem mais de 60 soluções que utilizam aços para estampagem a quente (PHS) e aços avançados de alta resistência (AHSS), bem como aço inoxidável (tipicamente 17.7C para a parte inferior externa da coluna frontal) e produtos longos (tais como o SOLAMB 1100 forjado para a manga do eixo). As montadoras que implementarem a solução mais leve para cada peça poderão economizar até 19% do peso típico do veículo (ver tabela abaixo) baseado numa comparação com um veículo de referência do segmento C. O estudo feito considerando os requisitos Norte Americanos mais exigentes quanto a impacto traseiro e lateral demonstra que é possível atingir uma economia de peso nos módulos lateral e traseiro entre 12 e 19%. Redução de peso potencial do S-in motion Referência (Segmento C) S-in motion Mais leve Peso reduzido Redução (% referência) Escopo do estudo % do peso referência Redução (% escopo) Carroceria % % 19% Sistema de Gerenciamento de crash Peças externas (fechaduras & paralamas) % % 10% % % 17% Chassis % % 22% Peso Total % % 19% 3

4 O negócio automotivo da ArcelorMittal A unidade de negócios automotivos da ArcelorMittal é uma organização baseada em parcerias que apóia seus clientes na expansão e crescimento de seus negócios. Somos os únicos fabricantes de aços automotivos que tem presença genuinamente mundial. Esta presença mundial reflete a natureza atual da indústria automotiva que tornase global de modo crescente. Os desafios enfrentados pelas montadoras são agora comuns no mundo todo, principalmente no que diz respeito ao desempenho ambiental, de segurança e de crash. A ArcelorMittal está posicionada de maneira única para dar apoio às empresas automotivas mundiais em seu ambiente competitivo. Nossa unidade de negócios automotivos é uma organização focada e flexível que foi projetada para responder de maneira proativa às necessidades dos clientes, enquanto otimiza produtos e processos. A ArcelorMittal personaliza sua abordagem para cada montadora cliente, oferecendo o produto, a engenharia e o serviço que ela necessita. Nossas equipes de apoio ao cliente propiciam acesso direto a suporte técnico, pessoal de vendas e nossa extensa cadeia de suprimentos e redes logísticas onde quer que seja necessário. Os desafios enfrentados pelas montadoras são agora comuns no mundo todo, principalmente no que diz respeito ao desempenho ambiental, de segurança e de crash. Números chaves da unidade de negócios automotivos em 2010 e Receita US$12,3 bilhões US$14,5 bilhões Fornecimento de aços planos 13,5 milhões de toneladas 13,9 milhões de toneladas Fornecimento de produtos revestidos 8,2 milhões de toneladas 8,6 milhões de toneladas 4

5 Reduzindo peso com aços mais leves e resistentes Cerca de 36% da carroceria (BIW) do veículo de referência do segmento C é feita com aços estampados a quente (PHS) e com aços avançados de alta resistência (AHSS). Destes, o PHS é responsável por apenas 6% do veículo de referência. Na solução otimizada S-in motion, o PHS e o AHSS são responsáveis por 54% do peso da carroceria. Enquanto que o nível de AHSS permanece quase constante, a quantidade de PHS no veículo aumenta para 25%. O estudo identificou 29 peças do veículo S-in motion que poderiam ser feitas com aço estampado a quente Usibor 1500P (ver ilustração abaixo). Blanks soldados a laser estampados a quente ou a frio (LWB) foram identificados como uma solução para 24 das peças S-in motion (ver ilustração abaixo). O Usibor foi desenvolvido especialmente pela ArcelorMittal para estampagem a quente. Com MPa, o Usibor é um dos aços mais resistentes usados em aplicações automotivas hoje em dia. Ele também oferece excelente desempenho em estampagem, montagem e resistência à corrosão. A ArcelorMittal detem um grande número de patentes pela combinação de LWB e estampagem a quente. Um processo altamente inovador, ele permite que as montadoras tenham economia significativa em peso. Por exemplo, a coluna da porta (coluna B) pode ser produzida para ter um alto grau de resistência na parte superior, mas um menor grau de resistência na parte inferior da coluna. Isto permite deformação controlada em condições de crash, ainda assim reduzindo entre 20 e 25% do peso de uma coluna B típica. Mas o S-in motion não está somente ligado a redução de peso. Um esforço consciente foi feito para assegurar que as soluções identificadas fossem também seguras, resistentes e sustentáveis. Assim como análise do ciclo de vida (ACV), verificações de chanfros, colisões e rigidez foram feitas. Simulações de moldagem e montagem e verificações de risco foram feitas antes que as sequências de estampagem e montagem industriais fossem validadas. Soluções para estampagem a quente Soluções para blanks soldados a laser (LWB) 5

6 One face to the customer O pilar da organização automotiva da ArcelorMittal é nossa abordagem One face to the customer. Nossas equipes de apoio dedicadas aos clientes estão estruturadas para dar apoio ao crescimento mundial de cada um de nossos clientes, ao mesmo tempo em que oferecem serviço local. Cada equipe de apoio ao cliente é liderada por um Gerente de Contas Global que está encarregado do relacionamento entre o cliente e a ArcelorMittal. Estes têm o apoio de um Coordenador de Tecnologia Global que cuida de todos os assuntos técnicos. Essa equipe de duas pessoas é posteriormente apoiada pelas equipes de vendas e técnicas tanto regionais quanto locais. Com uma linha completa de especialistas comerciais e técnicos, cada equipe de apoio ao cliente é planejada para definir e utilizar o produto e o serviço mais apropriados, oferecidos tanto no âmbito global quanto local. Esta estrutura organizacional flexível capacita a ArcelorMittal a atender de modo abrangente os requisitos de nossos clientes. Ao atender completamente as necessidades de nossos clientes, a ArcelorMittal agrega excepcional valor a seus negócios. Nossas equipes de apoio dedicadas ao cliente estão estruturadas para dar apoio ao crescimento mundial de cada um de nossos clientes. Estrutura Mundial da ArcelorMittal de apoio aos clientes automotivos 6

7 Sustentabilidade: emissões decrescentes na produção e no uso A ACV averiguou que houve uma redução de 15% nas emissões equivalentes de CO 2 durante a produção de uma carroceria S-in motion. Um estudo da ACV foi feito para determinar o potencial de aquecimento global da carroceria e módulos de abertura de um veículo S-in motion. A ACV descobriu que houve uma redução de 15% nas emissões equivalentes de CO 2 durante a produção de uma carroceria S-in motion. Isto foi em grande parte devido às características ambientais superiores dos aços de estampagem a quente (PHS) e aços avançados de alta resistência (AHSS) usados no catálogo de soluções S-in motion. O veículo de referência do S-in motion utilizado no estudo da ACV tinha uma vida útil típica de Km e consumo de combustível de 6.6 litros/100 Km. Os resultados da ACV mostraram que durante a fase de uso da vida dos veículos, as emissões equivalentes de CO 2 seriam reduzidas para 13,5%. Combinados com a economia durante a fase de produção, isto totaliza uma redução de Kg de equivalentes de CO 2 para cada carroceria S-in motion. Estas economias se traduzem numa redução em emissões equivalentes de CO 2 de 6,2 gramas por Km em veículos S-in motion. Esta é uma economia significativa para as montadoras que estão sob pressão crescente para reduzir o peso dos veículos. Por exemplo, as montadoras européias sofrerão penalidades se seus veículos excederem os limites da Comissão Européia a partir de Estas economias se traduzem numa redução em emissões equivalentes de CO 2 de 6,2 gramas por Km em veículos S-in motion. Potencial de aquecimento global da carroceria e módulos de abertura do S-in motion kg CO 2 eq % (1.749) Eco-benefício Fase de Uso Fase de produção + fim de vida útil Referência 768 Solução com redimensionamento da motorização 7

8 Desempenho de segurança otimizado e testado O veículo S-in motion teve desempenho acima dos padrões da indústria, onde os resultados da maior parte dos testes de ACV alcançaram ou excederam as maiores exigências da AZT e Euro NCAP. Resultados dos testes de crash Uma série de simulações foram feitas para demonstrar o desempenho de segurança otimizado de um carro S-in motion. Testes de crash padrão da Euro NCAP e AZT foram realizados para avaliar o efeito de diferentes tipos de impactos incluindo impacto traseiro, esmagamento do teto e impacto lateral. Os testes AZT e Euro NCAP excedem as exigências de segurança para carros novos. O carro S-in motion teve desempenho acima dos padrões da indústria, onde a maior parte dos testes da ACV alcançou ou excedeu as maiores exigências da AZT e Euro NCAP (ver tabela). Alvo Teste de crash Desempenho Euro NCAP crash frontal Na Meta Euro NCAP crash contra poste Na Meta Crash lateral (ECE R95) Na Meta Taxas 5* Euro NCAP Crash traseiro Na Meta Crash de teto Acima da Meta Crash contra a porta (FMVSS214s) Na Meta AZT AZT Danner (frontal e traseira) Na Meta 8

9 Resultados do teste de rigidez Teste de rigidez Meta Desempenho Resultado Torção estática 18,000 Nm/ 17,966 Nm/ Próximo/na meta Dobramento estático 12,000 N/mm 15,015 N/mm Acima da meta Análise Modal 1 a Torção >40.0 Hz 40.5 Hz Próximo/na meta 1 o Dobramento Vertical >42.0 Hz 45.6 Hz Acima da meta A melhoria da rigidez foi realizada num carro S-in motion e então avaliada usando-se medições de carga estática. Todas as partes relevantes foram testadas, depois melhoradas e testadas novamente para assegurar desempenho adequado. Os resultados dos testes nas peças finais ficaram de acordo com os valores da meta ou acima deles (ver tabela). 1 o Dobramento Lateral >42.5 Hz 42.8 Hz Próximo/na meta 9

10 Linha completa de soluções metalúrgicas Os aços automotivos da ArcelorMittal cobrem todas as famílias metalúrgicas de aços. Os aços automotivos da ArcelorMittal atendem todas as famílias metalúrgicas de aços e oferecem uma linha total de combinações entre estampabilidade e redução de peso. Somos um líder tecnológico reconhecido em aços avançados de alta resistência (AHSS), aços galvanizados e aços revestidos. Nossa parceria de longo prazo com as montadoras capacita a ArcelorMittal a estar em sintonia com as expectativas do mercado automotivo. Por exemplo, a ArcelorMittal tem conseguido fornecer soluções para carros e motores de baixo custo, conectando as estratégias das montadoras com as tendências do mercado. A ampla experiência da ArcelorMittal no setor automotivo levou ao desenvolvimento do S-in motion que fará com que nossos parceiros estejam de acordo com as regulamentações e expectativas dos clientes quanto a veículos mais leves. A qualidade é um dos valores centrais da ArcelorMittal e nossa unidade de negócios automotivos está comprometida com este objetivo. Embora fabriquemos aço em mais de 20 lugares no mundo, nossos produtos têm qualidade e propriedades mecânicas consistentes, onde quer que sejam produzidos. Nossos produtos têm qualidade e propriedades mecânicas consistentes, onde quer que sejam produzidos. Presença automotiva global da ArcelorMittal Linhas de revestimentos Siderúrgicas Blanks Personalizados Produtos Tubulares Cadeia de suprimentos: Centros de Serviço e Estampagem 10

11 Validação da Estampagem e Montagem Metodologia de Validação da Estampagem Os testes de estampagem das peças S-in motion foram feitos usando-se um nível gradual de abordagem de validação. Esta é uma metodologia de validação de estampagem padrão usada na indústria automobilística. Tanto soluções de estampagem a frio quanto de estampagem a quente foram testadas onde necessário. Abordagem Experimental Metodologia da ArcelorMittal Abordagem Incremental Abordagem One-step Estampagem a Quente Teste de estampagem a quente Estampagem a quente ArcelorMittal Simulação termomecânica Pamstamp incremental Autoform One-step Estampagem a Frio Teste de estampagem a frio Outifo controle de efeito mola ( springback ) Autoform incremental Autoform One-step Validação Técnica Analogia Analogia Metodologia de Validação de Montagem O objetivo era assegurar que todas as partes pudessem ser montadas sem a introdução de pontos fracos no veículo S-in motion. Um estudo de viabilidade de montagem, usando tecnologia própria da ArcelorMittal, incluiu uma análise de risco de combinações de soldagem bem como testes de montagens críticas. Validação Experimental Range de Soldabilidade Experimental e testes de tensão cruzada Validação Numérica via Sorpas Range de soldabilidade numérica Critérios de aceitação OEM Verificação Exaustiva 11

12 Centros mundiais de pesquisa e desenvolvimento que contribuíram para o projeto S-in motion A unidade de negócios automotivos da ArcelorMittal é responsável por 25% do orçamento total da empresa para pesquisa e desenvolvimento, que excede US$ 250 milhões anuais. A ArcelorMittal tem uma gama de laboratórios que pesquisam novos produtos e processos para o mercado automotivo. Mais de 600 engenheiros e técnicos trabalham nestas unidades. A unidade de negócios automotivos da ArcelorMittal é responsável por 25% do orçamento total da empresa para pesquisa e desenvolvimento, que excede US$ 250 milhões anuais. Nossos engenheiros trabalham com montadoras em todo o ciclo de vida de seus produtos para desenvolver novos graus de aços automotivos que sejam mais leves, ainda assim mais resistentes que os materiais já existentes. Também são desenvolvidos novos revestimentos para aumentar a resistência à corrosão, aparência da pintura e processos de aplicação. Nosso suporte começa nos primeiros estágios do design de um novo veículo e se estende pela produção industrial e serviço pós-venda. Nosso suporte começa nos primeiros estágios do design de um novo veículo e se estende pela produção industrial e serviço pós-venda. Chicago (EUA) Duzentos engenheiros e técnicos trabalham no maior centro de pesquisas da ArcelorMittal na América do Norte. A pesquisa automotiva concentra-se no design estrutural e na análise de engenharia auxiliada por computador (CAE), bem como no desenvolvimento e melhoria de aplicações de produtos laminados e tecnologias de manufatura. Hamilton (Canadá) Hamilton desenvolve aplicações de produtos tubulares e laminados para a indústria automotiva. Também é feito design estrutural e CAE. Maizières (França) O maior dos laboratórios automotivos da França, a Maizières Automotive Products é responsável pelo desenvolvimento de novos aços e melhoria dos aços atualmente em uso. O centro também pesquisa soluções para melhoria da performance contra corrosão, novos revestimentos, produtos inovadores e fornece suporte técnico para clientes automotivos. Montataire (França) A pesquisa na Montataire Automotive Applications concentra-se no desenvolvimento do design de componentes automotivos e soluções em aço. O laboratório também pesquisa montagem, soldagem e colagem por adesivos em diferentes materiais. Isbergues (França) O Centro de Pesquisas de Isbergues é dedicado a desenvolver novos produtos, projetos e soluções em aço inoxidável. Por volta de um quarto do trabalho no laboratório é dedicado a produtos automotivos incluindo sistemas de exaustão e peças estruturais e decorativas. Gandrange (França) 12 Uma das principais atividades do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Gandrange é o desenvolvimento de mercado de soluções em aços longos de carbono e trefilados para o mercado automotivo. O Centro também fornece suporte técnico para plantas de manufatura e clientes finais, principalmente no tocante a otimização do processo e melhoria da qualidade do produto.

13 Confi rmação da equivalência de custo Os PHS e AHSS são mais resistentes, ainda que mais leves, do que os aços automotivos tradicionais. Resumo do custo da carroceria (BIW) do S-in motion Base de Custos da carroceria (BIW) 2010 Referência S-in motion Amortização de Ferramental 2% 3% Montagem 32% 34% Processo 15% 18% Material 51% 45% As comparações (vide tabela) mostraram que não havia nenhum aumento do custo baseado nos preços do aço em Isto porque, os aços tradicionais que foram usados para estas peças requerem um grau de aço com maior espessura e portanto mais pesado. Os novos graus de PHS e AHSS usados nas peças do S-in motion são mais resistentes, embora mais leves, do que os aços automotivos tradicionais. Este demonstrador em tamanho real do S-in motion fornece às montadoras exemplos interativos das soluções propostas. O demonstrador estará em diversos eventos automotivos na Ásia, Europa, América do Sul e do Norte e também disponível para Road shows nos clientes automotivos da ArcelorMittal. O demonstrador S-in motion da ArcelorMittal Um demonstrador em tamanho real do S-in motion foi construído para apresentar as várias peças desenvolvidas durante o projeto. Uma vez que a estampagem e a montagem do veículo S-in motion haviam sido aprovados, uma validação industrial foi realizada paralelamente a uma análise de custo. O objetivo era assegurar que um veículo S-in motion poderia ser produzido em escala industrial e com custo equivalente. Os custos foram calculados considerando o aço usado nas peças, o processamento do material, a montagem e o ferramental exigido para criar a peça com um tipo diferente de aço. 13

14 Capa Photografia: Vezet route de Greucourt Mathieu Noel todos os direitos reservados Copyright Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida de qualquer forma ou meio sem autorização prévia por escrito. Apesar dos cuidados para que as informações nesta publicação sejam precisas, a ArcelorMittal não aceita qualquer tipo de responsabilidade por erros ou omissões. Design Co-mana Communication Support Produção Geers Offset ArcelorMittal 19, avenue de la Liberté L-2930 Luxembourg Versão fevereiro 2012 Esta brochura pode ser baixada e podem-se achar informações atualizadas em 14

15 Informação adicional sobre o S-in motion A ArcelorMittal vai expandir o S-in motion para montadoras através das equipes de apoio ao cliente mundiais e roadshows. Para saber mais sobre o S-in motion, acessar o link ou contatar o representante automotivo local da ArcelorMittal. 15

16 ArcelorMittal Tubarão Comercial Automotive Mercosul Alameda Santos, th floor Cerqueira César - CEP São Paulo SP Brazil POR S-IN MOTION - FEV. 2012