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Diseño, materiales y retos

Plásticos y automoción: un binomio con futuro

Scott Fallon, director general de comercialización automotriz de la unidad de negocios de Sabic, Innovative Plastics

10/04/2014
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El sector de automoción se enfrenta a varios retos, incluida la urgente necesidad de cumplir con los requisitos reglamentarios cada vez más estrictos relativos al ahorro de combustible, las emisiones de CO2 y la seguridad. La reducción del peso sigue siendo uno de los objetivos más importantes para los fabricantes de automóviles. Un diseño ligero es crucial para alcanzar este objetivo. Al mismo tiempo, los fabricantes de automóviles se centran, como es comprensible, en controlar los costes de producción y simplificar sus procesos de fabricación siempre que sea posible, mejorando al mismo tiempo su capacidad de diseñar vehículos que sean duraderos, fiables y atractivos para los clientes. Sabic trabaja en estrecha colaboración con los fabricantes de automóviles y sus proveedores en todos los niveles para responder a estos retos, y la contribución de la empresa va más allá del suministro de materiales.

Sabic trabaja directamente con los participantes de la cadena de suministro, interviniendo lo antes posible en el proceso de desarrollo del diseño. Es en estas primeras etapas donde la compañía puede ayudar a identificar el material, el diseño, las herramientas y los procesos de fabricación óptimos que en definitiva darán lugar a soluciones más ligeras y eficientes, y a avances en el sector.

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La ventana trasera del Citroën DS5 está moldeada a partir de la resina Lexan GLX.

Vehículos más ligeros

Los fabricantes de automóviles recurren cada vez más a soluciones de plásticos ligeros para sustituir piezas hechas de materiales tradicionales como metal, compuestos de moldeado de chapa y vidrio. Sabic cuenta con una de las carteras de soluciones de resina termoplástica ligera más amplias e integrales del sector para reducir de principio a fin el peso de los componentes de los vehículos.

A continuación, se incluyen tres ejemplos: En la iluminación de automóviles, se utiliza la resina Ultem en faros antiniebla para ahorrar un 70% de peso en comparación con el metal, que a la vez permite a los fabricantes de automóviles conseguir un nuevo estilo y cumplir con requisitos de temperatura más estrictos. En baterías para vehículos eléctricos e híbridos, la resina Noryl ayuda a compensar el elevado peso de las baterías, a la vez que ofrece también importantes ventajas en términos de rendimiento, como una mejora de la estabilidad dimensional y de la resistencia a las llamas. En unidades modulares frontales y otros componentes semiestructurales, como paneles de instrumentos y módulos de puertas, la resina Stamax ayuda a los fabricantes de automóviles a conseguir enormes ahorros, integrando también múltiples componentes en una única pieza moldeada por inyección, lo que permite ahorrar en costes del sistema, al racionalizar múltiples procesos de montaje en uno solo.

Un aliado para el sector

Los materiales de Sabic se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones en todos los segmentos y clases de vehículos que circulan actualmente por las carreteras, incluidos los camiones pesados y los vehículos comerciales de gran tonelaje.

Un ejemplo de un vehículo de primera clase que utiliza una amplia gama de nuestros materiales es el Range Rover Evoque, el Range Rover más ligero jamás fabricado, que pesa poco menos de 1.600 kilos. Jaguar Land Rover utilizó varias resinas de Sabic para diversas aplicaciones: la resina Noryl GTX para los guardabarros delanteros, la resina Xenoy IQ para el absorbedor de energía para peatones y la resina Stamax para el panel de instrumentos y los módulos interiores de las puertas. Los materiales de Sabic ayudan a reducir el peso de estos componentes y el peso total del vehículo, a la vez que permiten disponer de una mayor libertad en el diseño, consolidar las piezas y ahorrar en costes del sistema.

Otro ejemplo de un vehículo que utiliza material de Sabic es el Nissan Leaf totalmente eléctrico. Resina ligera Noryl, una mezcla de éter de polifenileno sin relleno (PPE) y poliestireno (PS), suministrada por Sabic para los componentes principales del sistema de batería del vehículo eléctrico. El uso de la resina Noryl permite a Nissan reducir el peso de estas piezas hasta un 20%, lo que ayuda a contrarrestar el elevado peso del sistema de batería. La resina Noryl también ofrece una excelente resistencia a las llamas, el calor y los agentes químicos, bajo alabeo, baja absorción de la humedad y la estabilidad dimensional y la resistencia mecánica que Nissan necesitaba para mejorar la calidad y el rendimiento global de su sistema de batería.

Otra oportunidad significativa para reducir el peso es el uso de la resina Lexan, un material de policarbonato (PC), en las ventanas de los vehículos actuales. Otras posibles aplicaciones incluyen techos, ventanas delanteras, alerones y parasoles en camiones pesados y lunas traseras (ventanas traseras). Un ejemplo es la ventana trasera del Citroën DS5, que está moldeada a partir de la resina Lexan GLX para hacer posible un diseño tridimensional ambicioso que mejore la aerodinámica y consiga reducir el peso en un 20% con respecto al vidrio. Las ventanas fijas traseras del Fiat 500L también están moldeadas con una resina Lexan transparente y una resina Cycoloy negra, lo que reduce el peso en un 35% con respecto al vidrio.

También se pueden encontrar materiales de Sabic en algunos de los vehículos más innovadores del mundo actual. Por ejemplo, el vehículo híbrido eléctrico-diesel Volkswagen XL1 utiliza nuestra tecnología avanzada de revestimiento con plasma Exatec en la resina Lexan y la resina Cycoloy para las lunas de las ventanas laterales del vehículo. El uso de materiales de Sabic reduce el peso de las ventanas laterales en un 33% en comparación con las soluciones convencionales de cristales, a la vez que proporciona un aspecto óptico de alta calidad y una excelente resistencia al rayado. Esta solución contribuyó al objetivo de Volkswagen de fabricar el vehículo de producción más eficiente del mundo en términos de ahorro de combustible. Además de suministrar soluciones materiales, Sabic proporcionó apoyo integral en el desarrollo de la aplicación durante el diseño, la ingeniería y la producción de las ventanas laterales.

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Los componentes principales del sistema de batería del vehículo eléctrico Nissan Leaf están construidos con la resina ligera Noryl.

Por un automóvil con cero defectos

Sabic dispone de una gran red de innovación. Un ejemplo es su participación en una empresa conjunta denominada Inpro, una empresa de innovación y tecnología de automoción con sede en Berlín que se dedica a la innovación colaborativa en la producción de automóviles. Inpro tiene por objeto desarrollar nuevas tecnologías de producción para la fabricación ligera y la producción de automóviles con cero defectos. Esto incluye trabajar en nuevas tecnologías de producción para vehículos eléctricos e híbridos. Daimler, Siemens, ThyssenKrupp y Volkswagen también participan como accionistas en esta empresa conjunta. Para Sabic, Inpro supone otra forma de poder participar en las primeras etapas de la innovación con otros participantes de la cadena de suministro para satisfacer los intereses y necesidades de fabricantes de automóviles y consumidores. La participación de Sabic a la empresa conjunta se basa en sus conocimientos técnicos de la ciencia de materiales y su saber hacer en el uso de tecnologías termoplásticas para fomentar la innovación en la reducción del peso y la fabricación de automóviles.

El futuro de la automoción

Los fabricantes de automóviles, los productores de camiones pesados y sus proveedores todavía tienen que recorrer un camino que les depara grandes desafíos. Alcanzar los objetivos de ahorro de combustible y emisiones no será fácil. No obstante, Sabic augura un futuro positivo para el sector, especialmente con el incremento de la colaboración que vemos actualmente entre los participantes de toda la cadena de suministro. Los especialistas de diferentes partes de la cadena de suministro se están uniendo para resolver problemas.

Los materiales ligeros están abriendo enormes oportunidades para reducir el peso, mejorar la eficiencia, reducir las emisiones y mejorar el rendimiento general de los automóviles. Los materiales como los plásticos están cambiando nuestra forma de diseñar y fabricar automóviles. Sabic cree que el sector va a continuar sustituyendo los materiales tradicionales por plásticos en diversas aplicaciones. Algunas aplicaciones podrían requerir una combinación de soluciones de materiales.

Por ejemplo, Sabic trabaja actualmente con fabricantes de automóviles en soluciones híbridas de plástico-metal para aplicaciones como los absorbedores de energía, que permiten reducir el peso y mejorar la resistencia a las colisiones. Sabic, sabiendo que la elección de materiales es ahora más importante que nunca, tiene el compromiso de aportar sus plenas capacidades y los conocimientos técnicos de nuestros equipos de automoción en todo el mundo para ayudar al sector a avanzar y ampliar horizontes en el diseño de ingeniería.

Soluciones Sabic para el sector de automoción

Sabic cuenta con una de las carteras de materiales termoplásticos más relevantes e integrales del sector para usar en una amplia variedad de aplicaciones en cada segmento importante del vehículo, como: chasis, componentes eléctricos y electrónicos, exteriores, interiores, iluminación y sistemas de tren de potencia y combustible. Sabic fabrica y combina una amplia gama de polímeros de alto rendimiento, polímeros de ingeniería y mezclas, así como materiales básicos. Esta oferta de productos incluye resinas clasificadas como amorfas, semicristalinas y una combinación única de ambas, especialmente diseñadas para cumplir con diversos requisitos de rendimiento.

Las gamas de termoplásticos de Sabic que se utilizan actualmente en aplicaciones de automoción incluyen varios grados con los siguientes nombres comerciales:

  • Resinas Cycolac, un material de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), para el acabado interior y las rejillas de ventilación enchapadas
  • Resina Cycoloy, un material de PC/ABS, para el acabado interior y exterior
  • Resina Geloy, un material de acrilato-estireno-acrilonitrilo (ASA), para el acabado exterior
  • Resina Lexan, un material de PC, para los faros de las luces delanteras y el acristalamiento
  • Tecnología Exatec, sistemas de revestimiento con policarbonato, para el acristalamiento
  • Resina Noryl, un material de óxido de polifenoleno modificado, para paneles de instrumentos, cajas de distribución de electricidad y componentes de la batería
  • Resina Ultem, un material de polieterimida (PEI), para reflectores de las luces delanteras, faros antiniebla y válvulas de mariposa
  • Resinas Valox, basadas en polímeros de tereftalato de polibutileno (PBT) y/o teleftalato de polietileno (PET), para conectores y biseles de iluminación
  • Resina Noryl GTX, una combinación de PPO y poliamida, para paneles del cuerpo
  • Resina Xenoy, una combinación de poliéster semicristalino (normalmente, teleftalato de polibutileno, PBT, o teleftalato de polietileno, PET) y PC, para absorbedores de energía y parachoques
  • Compuestos especiales de alto rendimiento LNP, materiales formulados a medida y diseñados para responder a los retos en términos de desgaste, conductividad y rendimiento estructural, para engranajes y estructuras de los asientos
  • Resina Stamax, un material compuesto de polipropileno (PP) relleno de fibra de vidrio larga, para paneles de instrumentos, módulos de puertas y estructuras de portones traseros
  • Compuestos modificados de PP relleno de vidrio y relleno de mineral para interiores y partes frontales.

Estos materiales y marcas de productos se utilizan actualmente en miles de aplicaciones de automoción exigentes en todo el mundo. Además de nuestra amplia selección de materiales, Sabic ofrece un análisis de ingeniería avanzado y asistencia técnica para optimizar el rendimiento de la aplicación y ayudar en las actividades de desarrollo e innovación de nuestros clientes.

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