No hay coche eléctrico sin plásticos
La empresa química BASF suministra plásticos versátiles para la producción de diversos componentes innovadores que forman parte del vehículo eléctrico BMW i3 del Grupo BMW, así como su exhaustivo know-how constructivo en el desarrollo de las piezas del mismo. Estos componentes incluyen los respaldos de los asientos delanteros, piezas críticas de refuerzo en la carrocería de fibra de carbono y la carcasa del asiento trasero.
Raimar Jahn, responsable de la división de negocio 'Performance Materials' de BASF, afirma que: "al unificar todo nuestro conocimiento experto en plásticos en la división de 'Performance Materials', podemos ofrecer soluciones personalizadas a clientes innovadores, tales como el Grupo BMW y sus proveedores, en todo el mundo y apoyarles a lo largo de la construcción de sus componentes. Con su BMW i3, el Grupo BMW ha dado un paso de gigante hacia el futuro de la industria automovilística y las soluciones inteligentes de BASF están realizando una contribución crucial en este aspecto”.
Respaldo del asiento fabricado en poliamida
El respaldo del asiento del conductor y del copiloto es el primer componente estructural no recubierto, moldeado por inyección y fabricado en poliamida, con superfície vista que se utiliza en el interior del vehículo. Este componente híbrido y ligero, que pesa tan solo 2 kg, encarna todo el know-how del Equipo de Competencia Global de Asientos de BASF. El asiento trasero, que integra funciones múltiples, está fabricado con poliamida 6, que posee una alta resistencia a la radiación UV y ha sido desarrollada especialmente por BASF para estas aplicaciones (Ultramid B3ZG8 UV). Además de aportar la rigidez suficiente, este material también garantiza el alargamiento y la tenacidad adecuadas para cumplir los requisitos mecánicos del Grupo BMW, siempre dentro de un rango de temperaturas de -30 °C a +80 °C.
El respaldo del asiento debe su forma final, compleja y sobre todo, muy delgada, a la utilización temprana de la herramienta universal de simulación Ultrasim de BASF. Gracias a la precisa simulación numérica de los materiales utilizados para el respaldo del asiento, la palanca de liberación y guía del cinturón, el comportamiento calculado en la simulación de choque coincidió con los ensayos subsiguientes con gran exactitud. La optimización se pudo así realizar en el ordenador en las etapas tempranas, evitando la necesidad de realizar modificaciones más adelante durante el desarrollo de los componentes. El método de simulación Ultrasim de BASF reproduce las condiciones de todas las certificaciones que exige la ley en las diferentes posiciones del asiento, temperaturas y cargas.
Además, el grado de plástico especial Ultramid produce emisiones especialmente bajas. Su resistencia al rayado es muy alta y la extraordinaria calidad de su superficie permiten que se utilice visiblemente la estructura del asiento, lo que la convierte en un componente importante. En cuanto a la palanca de liberación del asiento, es necesario que se fabrique con un material a prueba de choques. Por eso, se emplea el grado especial Ultramid reforzado con fibra de vidrio para esta aplicación: Ultramid Structure B3WG8 LF.
Piezas estructurales y multifuncionales de la carrocería fabricadas en PBT
La carrocería de carbono del BMW i3 contiene piezas estructurales de PBT (tereftalato de polibutileno) entre la carcasa interna y externa. El mayor componente y el primero de su clase es un componente, denominado integral, que se localiza en la zona trasera, entre las carcasas de la carrocería de fibra de carbono. Además de la función de soporte de carga en caso de choque que realiza, también sirve para mantener separadas las dos carcasas de la carrocería y conforma la apertura trasera para la ventana lateral. El PBT Ultradur B4040 G6 de BASF es ideal para esta función, ya que sus dimensiones no se ven afectadas por las condiciones climáticas que lo rodean y ofrece la resistencia a la deformación por pandeo necesaria. La simulación realizada por los ingenieros de BASF ha supuesto una aportación clave para facilitar una producción de baja deformación por alabeo, así como la orientación de fibra de vidrio adecuada para las cargas que se produzcan. El componente de moldeo por inyección comprende diversos componentes más pequeños, que se planificaron en el pasado para reducir su complejidad y los costes. Se han integrado más de dos docenas de componentes de Ultradur más pequeños y con un peso total de aproximadamente nueve kilos, en otras áreas de la carrocería del vehículo donde ofrecen refuerzo y alcanzan las condiciones acústicas deseadas.
Carcasa del asiento trasero fabricada con fibras de carbono y matriz de PU
Las carcasa auto-portante del asiento trasero está fabricada con el sistema de poliuretano Elastolit de BASF. Por primera vez en un vehículo de producción en serie se combinan las fibras de carbono con una matriz de poliuretano. Este componente integra diversas funciones como la pieza soporte del reposa-vasos y la bandeja de almacenamiento, lo que ahorra tanto tiempo de ensamblaje como peso. Una de las características clave de Elastolit de BASF es su amplia ventana de procesamiento, junto con su alta resistencia a la fatiga y tolerancia a los daños. Gracias a las propiedades especiales del material, esta pieza importante en caso de choques cumple los estrictos requisitos de seguridad estipulados por el Grupo BMW, a pesar del fino espesor de su pared, que mide tan solo 1,4 milímetros.
Espuma estructural para reforzar el bastidor del techo
La espuma estructural de PU Elastolit D se utiliza como material de refuerzo en todo el bastidor del techo, incluyendo la columna A. La espuma presenta una alta resistencia a la presión y se fabrica en forma de material compuesto de tipo sándwich de carbono, que soporta la rigidez estructural del vehículo.
Otros componentes fabricados con plásticos de BASF en el interior y en el exterior del vehículo
- El BMW i3 incorpora muchas otras piezas fabricadas con los plásticos de BASF, que ya se han instalado en numerosos vehículos:
- entre ellas se incluyen diversas aplicaciones eléctricas y electrónicas fabricadas con Ultramid, Ultradur o poliuretano, como por ejemplo: la caja de fusibles fabricada con Ultramid B3ZG3, que cumple los exigentes requisitos de rigidez y resistencia a la tracción, así como un conector de alta tensión fabricado con Ultramid A3EG6. Por otro lado, también se fabrican forros y cubiertas para cables con los poliuretanos Elastollan y Elastoflex.
- En el interior del vehículo, se utiliza la espuma de PU semi-rígido Elastoflex E para el procesamiento de la espuma de la parte posterior del panel de instrumentos, mientras que la cubierta de la columna C está fabricada con Ultramid B3ZG3.
- Las dos espumas diferentes de poliuretano Elastoflex E se utilizan en la construcción del techo para mejorar las condiciones acústicas del interior: por un lado, en el revestimiento interior del techo, formando el centro del material compuesto de tipo sándwich, que cuenta con una excelente capacidad para termoformado y una elevada rigidez; y por otro, Elastoflex E, la espuma de celda abierta y densidad extremadamente baja, se utiliza como base para fabricar piezas de alta efectividad acústica.
- En la producción del módulo del techo descapotable opcional, se utiliza Elastolit R 8919, el sistema de encapsulado de fibra de vidrio resistente a los agentes atmosféricos y a la radiación UV. El bastidor del techo descapotable se fabrica con Ultradur B 4040 G6, una mezcla de PBT/PET de baja deformación.
- Soportes de resorte de peso ligero, fabricados con el elastómero especial micro-celular Cellasto, se incorporan a la suspensión del eje posterior y frontal del BMW i3.
Finalmente, la división operativa de Recubrimientos de BASF también contribuye al diseño extraordinario del BMW i3. Suministra a la nueva línea de producción para el BMW i3 en la fábrica Leipzig con capas base en cuatro colores que cumplen los requisitos del recubrimiento de componentes adicionales y de los procesos de pintura implicados.
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