Resinas automotrices: la innovación no se detiene

Resinas automotrices: la innovación no se detiene

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La movilidad es una de las megatendencias del futuro. La industria plástica se pone a tono con esta tendencia, ofreciendo materiales que permitan reducir el peso, además de facilitar el procesamiento, hacerlo más económico y reducir desperdicios.
Gracias a su facilidad de conformación y a la capacidad de reciclaje, las resinas de ingeniería desplazan a los metales ya en varias aplicaciones en los vehículos, tanto en interiores como en exteriores y en el motor. Las innovaciones presentadas por los fabricantes de resina son fascinantes, y están sobre todo orientadas a incrementar la resistencia y la funcionalidad de los materiales plásticos.

Aplicaciones en exteriores:
Durante la pasada premiación de aplicaciones automotrices, otorgada por la SPE, la resina Xenoy, producida por Sabic, se destacó por ser empleada por la aplicación de una puerta completamente plástica, que ingresó al "Hall de la Fama". Este módulo de puerta estructural, bajo el nombre SuperPlug, fue fabricado por Inteva Products, LLC (anteriormente Delphi Interior & Lighting Systems) y reemplaza 40 piezas separadas de metal por una pieza única moldeada por inyección asistida por gas. En este caso, la resina Xenoy, que es un compuesto de PC/PBT reforzado con 30% de fibra de vidrio, hizo posible reducir en 3,3 lb el peso de la puerta (que en total era de 13,2 lb), simplificó el ensamble y redujo el costo en un 10%.

Styrolution, la nueva joint venture entre BASF e INEOS, anunció que el Luran HH 120 está siendo usado por Skoda para los exteriores de sus vehículos. En este caso se trata de una resina SAN (copolímero de estireno y acrilonitrilo). Según declara la empresa, este material hasta ahora había sido desconocido para la industria automotriz y puede reemplazar al PMMA, o a otros materiales estirénicos. Se caracteriza por su alta resistencia a la intemperie y comparado con el PMMA, tiene mayor resistencia a la deflexión por temperatura.

Por su parte, el Instituto Tecnológico del Plástico Aimplas, con sede en Valencia, España, desarrolló a partir del proyecto Polycond un material compuesto, reforzado con nanotubos de carbono y otros aditivos conductores, para mejorar las propiedades antiestáticas y la barrera electromagnética de los materiales termoplásticos, sin afectar significativamente su densidad. La empresa Fapermin ha reemplazado con estos materiales componentes metálicos de los espejos retrovisores. De esta forma se mejoraron las propiedades antiestáticas y es posible la reciclabilidad.

En un comunicado de prensa, Aimplas expresa que estos plásticos contribuyen a evitar interferencias en equipos electrónicos, reducen el coste de fabricación y disminuyen el peso de la pieza final en un 60%, además de ser respetuosos con el medio ambiente.

Aplicaciones en el motor
Durante la pasada Fakuma, Lanxess presentó un contenedor de aceite para camión, con una capacidad de 12,8 litros, hecho de poliamida 6 y 66, usado en los camiones Actros fabricados por Mercedes Benz. En este caso, el material Durethan constituye una alternativa para materiales como aluminio, lámina de acero y compuestos de lámina moldeados (SMC).

En compañía con FIAT y el proveedor Tier 1 Mecaplast, DSM Engineering Plastics desarrolló el grado Arnitel PB500-H, especial para ductos moldeados por soplado. La resina permite reducir costos frente a alternativas existentes, además de ofrecer flexibilidad en el diseño y permitir un ensamble más fácil.

Otra ventaja de este material sería el hecho de que permite lograr superficies internas suaves dentro de los tubos soplados. Además, puede usarse en un amplio rango de temperaturas, entre -40 y 150°C, y tiene buenas propiedades de resistencia a la intemperie.

También en la industria automotriz, la demanda por materiales biobasados se ha impuesto y ha generado una dinámica respuesta por parte de los proveedores de resinas. DSM presentó la resina Palapreg ECO P55-01, una resina con 55% de contenido biobasado, y ExoPaXX, una poliamida de alto desempeño con 70% biobasado. De acuerdo con pruebas preliminares, las resinas satisfacen los requerimientos de desempeño de clientes actuales, y constituyen una alternativa viable para que los fabricantes automotrices cumplan sus metas de sostenibilidad. Recientemente DSM Engineering Plastics firmó un acuerdo de distribución con Resinet, para distribuir sus resinas en Brasil.

Una cuestión de peso
En septiembre pasado, BASF y Smart presentaron una novedad mundial: los primeros rines para autos Smart completamente termoplásticos. Los rines son 30% más ligeros que los convencionales de aluminio (un rin pesa tan sólo seis kilogramos), y están fabricados de la poliamida especial "Ultramid", de BASF. La reducción de peso del vehículo es de 12 kg.

El rin y su copa correspondiente son elementos estructurales, que han sido probados desde el punto de vista de resistencia mecánica y ya se encuentran en la etapa de empezar a producirse en forma masiva, según lo expresado por BASF en un comunicado de prensa. "Los rines termoestables ya han sido usados en carreras y en lotes bajos de producción", afirmó Heiko Hess, responsable del desarrollo de ruedas en BASF. "Sin embargo, comparados con los rines termoplásticos, que pueden ser moldeados por inyección, los termoestables resultan más costosos, más complejos en la manufactura y por lo tanto inapropiados para la producción en grandes volúmenes".

La poliamida Ultramid, que fue presentada en la pasada K2010, está reforzada con fibras largas y le otorga al material alta rigidez, la posibilidad de absorber una cantidad significativa de energía durante el impacto y alta estabilidad dimensional.

Faurecia, proveedor global de autocomponentes, y Rhodia, productor de especialidades químicas, unieron esfuerzos para desarrollar conjuntamente una nueva generación de componentes estructurales de bajo peso para sillas de automóviles, utilizando plásticos de ingeniería de alto desempeño con base de poliamida.

“Este proyecto conjunto de innovación con un líder mundial en componentes automotores respresenta un paso significativo hacia la introducción de materiales y poliamidas avanzados como una alternativa competitiva del acero para aplicaciones estructurales en automóviles. Este avance ha sido posible gracias a la experticia complementaria de las dos partes y nuestra robusta fuerza de trabajo”, comentó François Hincker, presidente de Rhodia Engineering Plastics.

Los componentes estructurales de la silla, diseñados por Faurecia y Rhodia, están en una fase avanzada de desarrollo, y se espera que su producción en serie comience en 2014.

Interiores y accesorios
Arkema provee productos y materiales para cuatro tipos de autopartes: Exteriores, que combinan desempeño técnico y fortalezas mecánicas; partes interiores que deben satisfacer estándares de seguridad mientras ofrecen características superiores de apariencia y suavidad al tacto. Así mismo, tiene materiales para fabricar partes técnicas, cuyas principales metas son de desempeño mecánico y la habilidad de soportar estrés ambiental, como altas temperaturas y sustancias corrosivas.

Sabic Innovative Plastics presentó dos nuevos materiales, que permiten crear un interior más atractivo y de más fácil mantenimiento. El primero de estos materiales es el Cycolac, una mezcla de ABS/PC, que permite moldear piezas elegantes y de bajo brillo, sin tener que pintar. La segunda innovación es la resina Geloy, un PC/ASA, que tiene un desempeño inherente antiestático, con lo que se logra una apariencia más limpia en el interior.

En reemplazo de aluminio y compuestos de lámina moldeados (SMC), Lanxess ofrece sus compuestos PBT para aplicaciones como defensas, parrillas de radiadores, deflectores de viento y guardabarros. "Esto se debe a que los componentes resultantes no necesitan retrabajo, generan poco desperdicio, tienen tiempos de ciclo cortos, normalmente son mucho más livianos y también pueden usarse sin recubrimiento, gracias a su excelente calidad superficial", declaró Lars Kraus, director de la unidad de servicios de mercadeo técnico en la unidad de negocios de productos semi-cristalinos de Lanxess.

Cuando se trata de producir piezas intrincadas, como los reflectores automotrices, es de la mayor prioridad contar con un material que se deje desmoldear fácilmente. Con esta bandera BASF lanzó recientemente el Ultrason E 2010 MR (donde MR significa "mold release"), una poliéter-sulfona (PES), que además de permitir un desmoldeo fácil, puede soportar cargas mecánicas en el largo plazo a temperaturas de hasta 180°C (si se trata de cargas por cortos períodos de tiempo, la temperatura de operación puede ser de 220°C). Además, tiene una buena adhesión al aluminio.

Otra ventaja del material sería su alta transparencia, de acuerdo con el fabricante, lo que le permitiría ahorrar el vaporizado metálico al que normalmente se someten este tipo de piezas de forma posterior al moldeado.

Delphi es uno de los usuarios actuales de este tipo de materiales de alto desempeño. La tecnología de "burbujas de vidrio" de 3M, que ha sido usada durante varios años en la industria petrolera, ahora está siendo usada en burbujas de vidrio huecas, usadas como aditivos de alta resistencia en piezas plásticas. Se trata de esferas que permiten reducir el peso de las piezas plásticas, a la vez que mejoran la estabilidad dimensional y hacen los productos más livianos, resistentes y rígidos. De acuerdo con el fabricante, la reducción de peso posible se encuentra entre un 10 y un 20%. También reducirían el alabeo y distorsión inherentes al moldeo.

Aplicaciones en autos eléctricos
Hoy en día, los polímeros de ingeniería están a la delantera en innovación en lo que concierne al desarrollo de automóviles eléctricos. Además de la libertad en diseño y de los beneficios de producción, la relación de resistencia/peso que ofrecen estos polímeros los ponen en la primera posición en la lista de materiales posibles. Así mismo, están también la reciclabilidad, la facilidad de procesamiento y la capacidad de absorber energía durante el impacto.

Ticona Engineering Polymers
y la empresa automotriz suiza Rinspeed presentaron recientemente el concepto de vehículo eléctrico "BamBoo", que usa la cinta de compuesto unidireccional Celstran (CFR-TP), además de los polímeros de efectos metálicos MetaLX y el POM Hostaform para reducir el peso y lograr la mayor flexibilidad de diseño posible.

La cinta de fibra continua Celstran CFR-TP PP GF70, de 20 mm de ancho, tiene un 70% de contenido de fibra larga en una matriz de polipropileno, y es usada debajo del automóvil y en los ejes del vehículo. La cinta Celstran CFR-TP POM GF60, con 60% de contenido de fibra de vidrio en base POM, se usa para aplicaciones de interiores, como paneles de instrumentos y armazones de sillas, y la CFR-TP PPS CF60, con resina de PPS y 60% de refuerzo de fibra, se usa para aplicaciones estructurales, en lugar de barras metálicas.

Con la introducción de autos eléctricos, se espera que la demanda de materiales retardantes de llama aumente, debido a los altos voltajes y corrientes en el área de la batería y el encendido. El material Pocan B 4235 fue presentado por Lanxess como material base para una unidad de desconexión, que corta el flujo de corriente de la batería hacia el motor eléctrico en el caso de un choque.

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