A demanda por usinagem CNC de peças de veículos de novas energias aumenta: a leveza e a dissipação de calor são fundamentais.

A investigação seguiu uma estrutura de design estruturada. Os componentes foram selecionados a partir de subsistemas críticos de veículos elétricos (VEs), incluindo caixas de bateria, suportes de motor e placas de refrigeração. Os modelos de design foram preparados usando o SolidWorks, garantindo a definição precisa das tolerâncias dimensionais e dos acabamentos de superfície.

Os dados de propriedades dos materiais foram coletados de fichas técnicas dos fabricantes e verificados em relação às normas ASTM e ISO. Os parâmetros do processo de usinagem foram derivados de relatórios industriais anteriores e validados por meio de produção experimental em um centro de usinagem CNC.

• Equipamento de usinagem: Centro de usinagem vertical de 5 eixos com monitoramento em tempo real.
• Materiais: Ligas de alumínio (6061, 7075), aço inoxidável (304, 316L).
• Simulação: Análise de Elementos Finitos (ANSYS) para modelar a dissipação térmica sob carga.
• Métricas de avaliação: Precisão dimensional (±0,01 mm), rugosidade superficial (Ra ≤ 0,8 μm) e coeficiente de transferência de calor.

Todos os parâmetros e configurações de teste foram documentados para garantir a reprodutibilidade.

As ligas de alumínio alcançaram até 45% de redução de peso em comparação com componentes de aço inoxidável de igual resistência. As placas de refrigeração de alumínio usinado apresentaram condutividade térmica aprimorada, apoiando a eficiência do sistema de bateria.

Tabela 1 Propriedades mecânicas e térmicas dos materiais de teste

Os resultados da simulação (Fig. 1) mostram que as placas de alumínio alcançaram temperaturas de operação 20–25% mais baixas sob cargas térmicas equivalentes em comparação com o aço inoxidável. Isso apoia diretamente a vida útil prolongada da bateria e os requisitos reduzidos do sistema de refrigeração.

Figura 1 Distribuição de temperatura em placas de refrigeração de alumínio vs. aço inoxidável.

Quando comparados com estudos industriais anteriores (Li et al., 2022; Zhang & Chen, 2023), os resultados confirmam que a precisão da usinagem CNC melhora ainda mais o desempenho das ligas leves. Ao contrário dos componentes fundidos ou estampados, as peças usinadas demonstraram controle de tolerância superior, crítico para a montagem em VEs.

Os benefícios observados decorrem da alta condutividade térmica das ligas de alumínio e da precisão alcançável com a usinagem CNC. O aço inoxidável continua sendo indispensável para peças que exigem durabilidade excepcional, como suportes estruturais, onde as margens de segurança devem ser mantidas.

Os resultados são baseados em condições laboratoriais controladas com produção em lote limitada. Ensaios industriais em larga escala podem revelar desafios adicionais, como desgaste da ferramenta e eficiência de custos na produção em massa.

Para os fabricantes, a adoção da usinagem CNC para componentes de VEs permite equilibrar a redução de peso e o desempenho. A integração de materiais híbridos—alumínio para gerenciamento térmico e aço inoxidável para cargas estruturais—oferece soluções otimizadas.

Os resultados confirmam que a usinagem CNC é fundamental para o avanço da produção de peças de VEs. As ligas de alumínio proporcionam redução de peso e desempenho térmico superiores, enquanto o aço inoxidável garante a segurança estrutural. A combinação de ambos os materiais por meio de usinagem de precisão apoia as necessidades em evolução dos VEs. Pesquisas futuras devem se concentrar em processos híbridos que integrem CNC com manufatura aditiva para aprimorar ainda mais a flexibilidade de design e a eficiência de custos.