La utilización de plásticos dentro y fuera del mismo es ya una necesidad

El automóvil se viste de gala

01/02/2002
Productos como poliuretanos, pinturas, revestimientos, elastómeros, fluoroproductos y, por supuesto, polímeros técnicos contribuyen al desarrollo de automóviles más eficientes y ligeros, con un valor económico añadido y más rentables. Los polímeros técnicos, por ejemplo, están ayudando mucho al desarrollo de nuevos modelos y nuevas funciones en los automóviles. Vemos en este artículo numerosas aplicaciones posibles con los plásticos.
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Los automóviles europeos en la actualidad contienen entre 130 y 140 kilogramos de plástico. Los polímeros técnicos constituyen tan sólo un 15% de esta cantidad. La cantidad media de polímeros técnicos en los automóviles europeos es de 22 kilogramos. Este mercado está creciendo más rápido que el mercado general de plásticos. La estrategia de DuPont, por ejemplo, se basa en la identificación de las necesidades del mercado y en ofrecer soluciones que satisfagan dichas necesidades. El objetivo de muchos suministradores de materiales es crear nuevas oportunidades de mercado para los polímeros técnicos mediante la "sustitución inteligente" del metal, la goma y los plásticos endurecidos. Si la cantidad media de polímeros técnicos en los automóviles europeos es de hasta 30 kilogramos, no se debe olvidar que hay entre 40 y 50 kilogramos de elastómeros y más de 1.000 kilogramos de metal por vehículo.

Por tanto, no es de extrañar que en la sustitución de dichos materiales veamos una vía de crecimiento rápido.

Los productores de plásticos saben que el desarrollo de nuevos productos sólo tiene valor si éstos se adaptan a las necesidades de la industria y de los clientes, en tanto que ofrezcan soluciones a dichas necesidades. Es muy común por lo tanto la colaboración con la propia industria de la automoción, puesto que se ponen en común conocimientos para su aplicación en áreas altamente especializadas, entre las que se incluyen los segmentos de tren motor, exterior o carrocería, interior, chasis, gestión térmica, eléctrica y electrónica. Un buen ejemplo lo constituye el panel de PC del Sportcoupé de la Clase de Mercedes Benz. No pocos conductores han chocado contra un obstáculo situado en el suelo cuando conducían marcha atrás porque no lo habían visto. A los usuarios del citado modelo de Mercedes no les sucederá esto gracias al panelado transparente con el PC Makrolon de Bayer. Se ubica encima de la arqueta que cobija la matrícula y amplía el campo de visión hacia atrás. Completa la luna trasera propiamente dicha y se extiende casi a todo lo ancho del portón trasero. El panel era de gran extensión y geometría compleja y no podía realizarse en vidrio, por lo que se recurrió al policarbonato.

En otro orden de cosas, buena gestión del ciclo de vida útil se basa en el seguimiento de las aplicaciones durante toda la curva del ciclo de vida. Gracias a la gestión de las aplicaciones durante todos sus ciclos de vida, desde una primera fase embrionaria pasando por su aparición en el mercado y perfeccionamiento, hasta su sustitución inicial y declive, se genera valor para los clientes a través de las innovaciones que se adaptan a las nuevas tendencias y normas de la industria, y los beneficios en la productividad que mejoran los materiales y aumentan el rendimiento del procesamiento.

Otros ejemplos

Las cubiertas de ruedas han venido fabricándose en nylon desde hace años. Esta aplicación está empezando a sustituir su material habitual por poliolefinas. Se trata de una aplicación madura típica. No obstante, la industria de la automoción en su conjunto, desde los responsables del moldeo a los fabricantes de vehículos, todavía desea sacar partido de esta aplicación a través de mejoras en la productividad. DuPont Engineering Polymers ha propuesto una solución que consiste en desarrollar calidades de resina reforzada Minlon de menor coste, que permiten reducir el grosor de las paredes de las cubiertas de ruedas, y por tanto también su peso de forma significativa, además de ofrecer un ahorro en los costes de producción.

Por otro lado, existe una demanda en aumento de elementos de confort en los automóviles, que a su vez requieren más motores y accionadores eléctricos. La demanda cada vez mayor de dispositivos eléctricos para la regulación de los asientos es un buen ejemplo de esta tendencia. Al sustituir el metal por resina de acetal Delrin en dichos dispositivos, los fabricantes se benefician de una reducción en el peso y de ahorros en los costes de producción; por otra parte, este material permite la instalación de sistemas de regulación de los asientos eléctricos en utilitarios y vehículos de medio tamaño, además de en automóviles de lujo.

En ocasiones, es posible añadir un valor sustancial gracias a la actualización de los procesos de moldeo. En el caso de estos motores y accionadores eléctricos, el moldeo exterior de los alojamientos de estas juntas fabricados en Delrin con elastómero de poliéster termoplástico Hytrel supuso un inmediato ahorro en los costes, en términos de mayor dureza y resistencia al desgaste y a la fatiga del componente.

Las duraciones de ciclo también pueden reducirse al moldear los pernos para automóviles utilizando la nueva resina de nailon Zytel ST Advantage, en lugar de la resina Zytel estándar. Este material presenta una presión de llenado inferior y una menor temperatura de fundición, características que, junto con la duración reducida de los ciclos de Zytel ST Advantage, se traducen en ahorros significativos en los costes de moldeo.

El interés siempre en aumento de la industria de la automoción en reducir los problemas NVH (ruido, vibración y resistencia mecánica) ha sido uno de los principales factores que han impulsado el desarrollo de resonadores de mayor rendimiento. No obstante, la aparición de los motores sobrealimentados con mayores temperaturas bajo el capó implica la necesidad de utilizar resinas cada vez más sofisticadas en este tipo de aplicación. DuPont Engineering Polymers ofrece a la industria de la automoción una solución para ambos problemas mediante una calidad especialmente desarrollada de poliamida de alto rendimiento Zytel HTN para resonadores de automóvil que soporta elevadas temperaturas de hasta 160º C de los motores sobrealimentados. El valor añadido en este caso se consigue gracias a una solución simple y rentable para dos obvias necesidades de la industria. El resultado es a la vez innovador y emocionante: un resonador soldado de Zytel HTN.

La sustitución de los componentes de metal es uno de los principales objetivos de mercado de DuPont Engineering Polymers en relación con el desarrollo de nuevas aplicaciones. Los alojamientos del sensor y el termostato constituyen un buen ejemplo de la sustitución del metal con polímeros técnicos de forma innovadora.

La utilización de polímeros técnicos en estas aplicaciones contribuye a la reducción sustancial de costes a través de la integración de los componentes en el diseño, lo cual implica la subsiguiente reducción en la cantidad de piezas (y en los costes de montaje) y un menor peso. Recientemente, la poliamida de alto rendimiento Zytel HTN de DuPont ha sido seleccionada para sustituir a un material más caro en la fabricación del alojamiento del termostato; el resultado obtenido fue una producción más sencilla y una mejora de las propiedades físicas.

No menos importante es la estética de los coches. El nuevo Mercedes SLK, un dos plazas de ‘look’ muy atlético está considerado como un regalo para la vista. En el diseño han tenido un papel importante, por ejemplo, los parachoques frontal y trasero y el guarnecido lateral de las bocas de entrada. En las tres piezas nos encontramos con el Bayflex 180 GR, poliuretano que se transforma mediante RRIM (reinforced reaction injection moulding) de paredes delgadas. Los componentes PUR se inyectan en el molde junto con una fracción de fibras cortas. Se obtienen piezas de pared delgada, ligeras pero al mismo tiempo rígidas a la torsión y de dimensiones estables.

También las manecillas de este modelo son muy atractivas. Están hechas de la PA Durethan que aporta gran estabilidad a la temperatura y resistencia química, por ejemplo a la sal esparcida para derretir hielo y nieve.

Una mezcla de PC y ABS, el Bayblend se utiliza en las carcasas de los espejos retrovisores, fabricadas en Reitter & Schefenacker. Se ha elegido por sus propiedades mecánicas, los delgados espesores de pared que permiten y su buena aptitud para el pintado. Este mismo material interviene también en muchas piezas visibles el interior del deportivo y lujoso tablero de instrumentos. Un calentamiento intenso, por ejemplo de los rayos solares directos, provoca una deformación mínima, de modo que no se aprecian separaciones entre las piezas.

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Un retardante para asientos

Great Lakes ha lanzado Reofos NHP, un fosfato éster exento de halógeno que con buenas propiedades ignífugas y favorable relación precio-prestaciones junto con excelentes propiedades físicas y "low fogging", cumple los criterios de la prueba MVSS 302. Reofos NHP es un líquido de baja viscosidad que a temperaturas superiores a 0ºC no pasa a estado sólido y se mezcla fácilmente con poliolefinas y TDI para formar espumas bien estructuradas que no se descoloran ni requema con facilidad. Las espumas presentan excelentes propiedades físicas con buena dureza y en especial reducida deformación por compresión. Reofos NHP es particularmente apto para su aplicación en asientos de poliuretano moldeado en caliente para automóviles.

Plexiglas en el automóvil

Millones de automóviles lucen en las calles con pilotos traseros, cubiertas de velocímetro e intermitentes de masas de moldeo Plexiglas del área de negocio Röhm Methacrylate de Degussa AG. Además de su alta resistencia a la intemperie, este material se caracteriza fundamentalmente por sus buenas propiedades de paso de luz y la variabilidad en el tintado, su alto brillo y transparencia, así como por su dureza y resistencia al rallado.

Además de las aplicaciones ya conocidas de las masas de moldeo Plexiglas estos productos se utilizan cada vez más en sistemas de conducción de luz y en piezas no transparentes para automóviles. Como conductor de luz en sistemas de navegación, este material se utiliza por su alta pureza y transparencia, incluso en formas complejas y muy ramificadas. Como ejemplo de piezas de carrocería de Plexiglas moldeado por inyección cabe mencionar el revestimiento de los montantes en el Mini, el espoiler del MCC Smart y la carcasa del espejo retrovisor exterior del nuevo Opel Astra. El reducido peso, la alta resistencia al rayado, la excelente resistencia a la intemperie y la estabilidad del color, así como su fácil moldeabilidad son los factores determinantes para el uso cada vez más frecuente de estas masas de moldeo en la fabricación de automóviles.

Además, con el sistema PFM, la industria del automóvil además dispone de un procedimiento con el que se pueden fabricar las piezas de carrocería en un solo paso de trabajo: Gracias a la extrusión multicapa de láminas con estas masas de moldeo como capa de color y capa final y la inyección posterior se obtienen piezas de carrocería de alta calidad para fabricar automóviles ligeros y de bajo consumo de combustible.

En Pagani en Módena/Italia se fabrica uno de los vehículos más rápidos de la carretera: el Zonda, un deportivo de pura raza con motor de 7 litros y 550 caballos de potencia. En la estructura del suelo se utiliza el plástico celular rígido de polimetacrilimida Rohacell (Röhm Plexiglas de Degussa AG) como material para su fabricación.

La estructura del suelo del Zonda, que soporta un gran peso, se fabrica como una sola pieza con estructura en sandwich con capas superficiales de fibra de carbono. El punto central en el diseño fue la reducción del peso de la estructura, manteniendo al mismo tiempo un comportamiento óptimo en caso de colisión. Por ello Pagani decidió utilizar Rohacell como material núcleo para la estructura del suelo.

Bajo el capó

En el desarrollo de piezas para la zona del motor de un coche los fabricantes suelen tener en cuenta factores como la reducción de peso mediante la sustitución del metal y los costes, que se pueden bajar mejorando el proceso productivo. Ambos objetivos se pueden lograr utilizando plásticos de altas prestaciones, como PPS, LFT o LCP. Sus obligaciones son la resistencia a aceites, combustibles o líquidos de frenos y deben poder soportar temperaturas de más de 160ºC.

Un ejemplo interesante es el de la carcasa para una válvula destinada al Ford Sigma. Al pisar el pedal del acelerador, esta pieza regula la cantidad adecuada que debe llegar al motor. Aprovechando las ventajas del PPS Fortron 1140 L4 el fabricante británico Visteon está produciendo esta pieza en la cual ha logrado recudir el peso y el coste, así como el tiempo de montaje.

El creciente número de coches con motor Diesel y la tendencia a unas temperaturas cada vez más altas bajo el capó exigen también mucho a los materiales. BMW incorpora en sus motores un nuevo dispositivo de suministro de combustible basado en el POM Hostaform C 13031 XF 50/5339. Su tamaño es de aproximadamente 300 mm x 120 mm, con un peso de 350 g, está ubicado en el tanque y regula el suministro de combustible.

Conectores en inyectoras eléctricas

La empresa austriaca Hirschmann produce conectores de altas prestaciones en una moderna planta de inyección, principalmente con inyectoras Ferromatik. Hace unos años el citado transformador probó las inyectoras eléctricas y pudo demostrar su clara ventaja desde el punto de vista de la eficiencia energética. Además, la repetividad de la precisión también convenció a esta empresa, además de otras ventajas de las inyectoras totalmente eléctricas.

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Röhm Ibérica, S.A.

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