Cómo la carcasa de los faros automotrices reduce el estrés de ensamblaje en las unidades de faros

El faro está compuesto por sistemas interconectados que involucran óptica, electrónica y conceptos térmicos integrados en la sofisticada configuración de un vehículo moderno. La fiabilidad del faro no se basa únicamente en la naturaleza de los componentes que conforman el sistema completo, sino también en la forma en que los distintos componentes están interconectados. El sistema básico, es decir, la unidad de alojamiento del faro, desempeña un papel clave en este proceso mediante la reducción activa del estrés asociado al ensamblaje del faro completo.

Características de montaje correctamente moldeadas, alineación de pasadores.

La primera función de la carcasa respecto a la reducción de tensiones consiste en ubicar, de forma definitiva e inexacta, cualquier componente interno.

Pines y casquillos localizadores integrados: La precisión que permite el proceso de moldeo por inyección permite fabricar la carcasa con las características de localización incorporadas. La ubicación de los elementos sensibles, como las placas LED, los módulos de proyector y los reflectores, se realiza según los pines localizadores, los salientes y las ranuras. Esto elimina, sin embargo, la fuerza de localización robusta en el ensamblaje de la placa, la flexión del soporte y la fuerza de localización inusual sobre las uniones soldadas sensibles.

Diseño controlado del saliente para sujetadores en lo que respecta al posicionamiento, la angulación y el soporte: el diseño estructural de la carcasa incorpora posiciones para tornillos y abrazaderas. Teniendo en cuenta que la fuerza resultante, considerando la aplicación de cargas sobre los sujetadores y logrando el nivel requerido de valor de par, se distribuye de forma uniforme. Esto ayudará a evitar la concentración de esfuerzos en un punto específico, lo que podría provocar roturas o contaminación de la carcasa debido a deformaciones.

Diseño tipo BLOQUE e integración de subconjuntos.

En los diseños modernos para estructuras residenciales, el ensamblaje puede subdividirse en subconjuntos para la gestión de tensiones.

Separación del módulo delantero y trasero: Se podría proporcionar mediante un compartimento independiente en la parte trasera; este albergaría los principales componentes electrónicos y los disipadores de calor, con un compartimento independiente en la parte delantera. Este último podría alojar y probar los dispositivos eléctricos más sensibles en un entorno limpio y controlado, sin necesidad de desplazar el dispositivo eléctrico grande y sensible. A continuación, se lleva a cabo la integración de los módulos, que podría realizarse mediante un sistema de sujeción sin esfuerzo (tipo clip) o incluso mediante tornillos.

Conectores de ajuste por presión y amortiguación de vibraciones: Los tornillos están colocados, pero no fijados; sin embargo, la utilización de clips de ajuste por presión y arandelas amortiguadoras de vibraciones resulta útil hasta cierto punto, ya que permite disponer de una pieza flotante en el caso de la carcasa. Esto se debe a la diferencia en las tasas de expansión térmica entre distintos materiales (disipador de calor de aluminio y carcasa de plástico) o bien a que dichos elementos amortiguan las vibraciones procedentes de la carretera, lo que reduce las tensiones que provocan microgrietas en componentes cerámicos (placas cerámicas y lentes de vidrio).

Sellado y integración de lentes con reducción de tensiones

La zona alrededor de la interfaz entre la lente y la carcasa constituye una región con puntos de tensión muy sensibles. En diseños recientes, la carcasa ha tenido en cuenta dicha interfaz entre la carcasa y la lente.

Superficies de sellado continuo: sellado graduado

La brida del dispositivo de acoplamiento de la lente de la carcasa se ha fabricado, por tanto, plana o siguiendo una superficie curva proporcional a la forma de la lente, creando así una amplia superficie de estanqueidad. Este proceso permite que el sellador se aplique de forma uniforme o que se utilice una junta tórica. El proceso implica la aplicación de una presión excesiva sobre la brida, lo cual puede resultar inconcluso, ya que dicha presión podría ser desigual y provocar fuerzas que deformen las lentes y la carcasa.

Fijación mediante fuerza uniforme: Este es uno de los diseños que presenta el sistema de retención de lentes, en el que se logra la misma magnitud de fuerza, ya sea mediante abrazaderas perimetrales o mediante distintas partes. Para superar la deformación de la carcasa, se incrementa el nivel de fuerza aplicada en los puntos de sujeción, ya que así la junta se mantendrá en su lugar sin que la lente sufra tensiones ópticas por distorsión.

Gestión de la acumulación térmica.

La fuente más dominante de la tensión de ensamblaje proviene de los procesos cíclicos de varios materiales involucrados.

Diseño y costes de los materiales utilizados en el pago: Diseño del sistema y costes de los materiales

La carcasa está diseñada utilizando materiales con coeficientes de expansión térmica conocidos. El diseño de esta carcasa permitirá la creación de puntos fijos y ranuras que faciliten la expansión y contracción sistemáticas del conjunto completo. Esto reducirá la tensión térmica y, por ende, cualquier deformación estructural resultante en términos de desprendimiento por cizallamiento de piezas.

Instalación de componentes de alta temperatura (aislados): Los controladores LED de alta potencia o los circuitos de balasto generan una gran cantidad de calor. Estos se instalan de forma aislada o se montan de forma remota sobre un cuerpo metálico, que básicamente consiste en placas sobre las cuales se instalan las carcasas. Estas placas se utilizan para permitir la disipación del calor desde la pieza de plástico donde se monta la unidad generadora de calor, así como para permitir la expansión de dicha pieza sin someter la carcasa de plástico a tensiones térmicas.

Por supuesto, la carcasa del faro es la parte de integridad del conjunto que no ha recibido la debida consideración. Esta protege el conjunto completo de faros al optimizar el proceso de montaje, que ha pasado de un proceso de ajuste por presión a un proceso de alta precisión. El diseño inteligente del chasis desempeña un papel importante en la absorción tanto de tensiones mecánicas como térmicas, las cuales, si se producen, generan efectos perjudiciales. Gestionar siempre al fabricante que posee la capacidad de desempeñarse excepcionalmente bien, ya sea en el caso de fabricantes de automóviles o de proveedores de componentes, constituye una tarea difícil. Esto refuerza el hecho de que el faro ensamblado pertenecía a la categoría de proveedores de componentes y era robusto y resistente.