Uma Visão Completa sobre as Inovações Premiados no Setor Automotivo pela Society of Plastics Engineers
A Society of Plastics Engineers (SPE) Automotive Division realizou sua prestigiada competição anual, o Blue Ribbon Automotive Innovation Awards, reconhecendo as melhores inovações no setor automotivo. Em 2018, a competição incluiu nove categorias, introduzindo pela primeira vez a categoria de Manufatura Aditiva. Com isso, novas tecnologias e soluções pioneiras marcaram presença, substituindo tanto metais quanto antigas soluções plásticas. Neste artigo, exploraremos os ganhadores e suas inovações, começando pelo grande vencedor que também conquistou a categoria Powertrain.
POWERTRAIN: SISTEMA DE GERAÇÃO DE VÁCUO PARA ASSISTÊNCIA DE FREIO
O sistema de acionamento de válvula de abrir/fechar estreou na picape Ford F-150 de 2017, sendo desenvolvido pelo fornecedor de nível um, Dayco Products, e moldado pela unidade de plásticos engenheirados da MacLean-Fogg. Este sistema utiliza dois sistemas de resina complementares da DuPont Automotive — Delrin 73M30 acetal com PTFE e Minion 520MP nylon 6 preenchido com mineral — que juntos evitam o “stick-slip” e resultam em nenhum desgaste mensurável após 2,5 milhões de ciclos de teste a quente/frio.
A aplicação do sistema proporciona uma economia de peso de 40% e uma economia de custo de 25% em comparação com os sistemas de bomba atuais. Além disso, essa tecnologia é transferível para outras plataformas da Ford e está sendo considerada por outras montadoras.
MANUFATURA ADITIVA: FIXADOR DE ALINHAMENTO DE JANELAS
Este fixador aparece no conversível Ford Mustang de 2017 e foi produzido pela Stratasys usando seu sistema de Modelagem por Deposição Fundida (FDM) e nylon 12 com 35% de fibra de carbono curta. O fixador integra controle pneumático, ilhós para uma prateleira de armazenamento, invólucro de interruptor de gatilho, alças ergonômicas, defletor de proteção de medidor e suportes retentores de tubo pneumático e interruptores.
A unidade é 30% mais leve e mais barata de produzir do que um fixador tradicional soldado e é muito mais rápida de fabricar, levando apenas 50 horas para construir o fixador integrado com alças e suportes de montagem. Além disso, a ergonomia foi significativamente melhorada, permitindo um manuseio mais fácil e evitando a necessidade de assistência de levantamento.
EXTERIOR DO CORPO: PORTA TRASEIRA TERMOPLÁSTICA
Esta porta traseira aparece no SUV Jeep Cherokee da Fiat Chrysler de 2019 e foi moldada pela unidade de negócios Magna Exteriors da Magna International. É moldada por injeção a partir do DLGF 9411 da Trinseo, um PP com 40% de fibra de vidro longa e boas propriedades de fluxo, e do Hifax TYC da Lyondell Basell, um TPO de fluxo muito alto contendo 30% de vidro.
Os anexos de amarração integrados são moldados em nylon preenchido com vidro. A substituição de uma porta traseira de aço por um design termoplástico permitiu uma redução de peso de 28% e uma economia de 50% em ferramentas e investimentos de capital através da integração de peças e eficiência de fabricação.
PROCESSO DE SOLDAGEM INFRAVERMELHO CONFORMAR
O uso pioneiro de solda infravermelha conformada por trás da superfície de grão MIC (moldado na cor) aumentou o desempenho estrutural e dimensional e permitiu um processamento mais rápido. Os suportes colados permitiram novos anexos de amarração sem fixadores, melhoraram a eficiência do reforço metálico e mantiveram o envolvimento da superfície de design nas colunas D sem sacrificar o DLO.
INTERIOR DO CORPO: REFORÇO PÉLVICO MODULAR INTEGRADO
Esta aplicação aparece no SUV Ford Lincoln Navigator de 2018 e é moldada pela Faurecia Interior Systems a partir do Profax SX702 da LyondellBasell, um copolímero de PP de alto fluxo e alto impacto. A unidade combina dois designs únicos de reforço de impacto lateral, resultando em economias significativas.
A integração deles no porta-mapas resultou em economia de custos de ferramentas estimada em US $100.000, além de uma economia indireta de US $100.000 em tempo de teste e uma economia de custo de US $8 por veículo em comparação ao uso de reforços adicionais. Uma economia de peso aproximada de 10% foi alcançada.
CHASSIS/HARDWARE: PORCA COMPOSTA DE ALTA RESISTÊNCIA, AUTO-ROSQUEANTE
Este componente aparece na minivan Pacifica da Fiat Chrysler de 2016 e é moldado pela ITW Deltar Fasteners a partir do Leona 90G55 da Asahi Kasei Plastics, um nylon 66 preenchido com 55% de vidro. Esta porca composta tem propriedades de auto-cura, permitindo manter torque suficiente e carga de fixação mesmo após ser despojada, ao contrário da porca de metal que substitui.
A economia total de massa é de 8 g por local x 121 locais, resultando em uma economia total de massa do veículo de 2,1 lb. A economia de custo estimada por veículo é de US $3,25. A porca composta pode ser traduzida para todos os OEMs e em muitas outras aplicações.
AMBIENTAL: COMPÓSITOS HÍBRIDOS SUSTENTÁVEIS
Este suporte de console central aparece no sedan de luxo Ford Lincoln Continental de 2018 e é a primeira aplicação da indústria de compósitos combinando fibra de celulose de árvores com fibra de vidro longa (LGF) em PP, substituindo PP preenchido com fibra de vidro/mineral de 35% curto. Ele usou o compósito de celulose Thrive da International Paper feito com Celstran PP+HC da Celanese, contendo LGF e fibra de vidro contínua com PP e PP reciclado.
A moldagem por injeção por compounding a quente foi seguida pela moldagem por injeção pelo fornecedor Tier One Summit Polymers. Uma economia de peso de 24% e uma economia de custo de 13% foram realizadas, resultando em um total de US $2 milhões em economia de custo obteve-se pela redução de peso e ciclo de tempos de 20% a 40%. Este é considerado o maior componente automotivo individual até agora feito com materiais compósitos de base sustentável.
MATERIAIS: COMPOSTOS DE BLINDAGEM EMI PARA CAPA DE ALTA TENSÃO
Esta aplicação estreia no SUV Hyundai Nexo de 2019. É feita de um novo composto plástico condutivo da Hanwha Compound, desenvolvido especificamente para blindagem EMI de coberturas superiores de caixas de junção de alta tensão. Moldada por injeção pela Yura Corp., é feita de um composto de nylon 6/PPO da Hanwha Compound ESM-204B com enchimento de carbono condutivo híbrido (fibra de carbono, nano-fibra de carbono/nanotubos de carbono e negro de fumo).
O material, que não contém pó metálico ou fibra revestida de metal, substitui as coberturas de alumínio fundido convencionais para reduzir o peso e os custos de fabricação. A economia de peso é estimada em 30% (0,3 kg) e a economia de custo é estimada em 70% (US $50 por veículo).
PROCESSO/MONTAGEM/TECNOLOGIAS HABILITADORAS: SUPORTE DE PNEU INTEGRADO, CÂMERA TRASEIRA E LUZ DE FREIO
Este componente aparece no SUV Jeep Wrangler da Fiat Chrysler de 2018. Sua tecnologia híbrida composta utiliza a moldagem por injeção de magnésio (thixomolding) da Legerra Technologies e a sobremoldagem da TMD-Grammer AG com o Zytel ST 801 AW da DuPont, um nylon 66 super-resistente não reforçado. É dito oferecer maior resistência estrutural com peso reduzido e melhor resistência ao impacto e à corrosão.
A economia de peso é de 60% em comparação com a estampagem de metal e 20% em comparação com a fundição. A economia de custo é de 20% com uma classificação de carga melhorada de 85 para 115 lb. O novo design também elimina a necessidade de um suporte de aço.
SEGURANÇA: MECANISMO DE BLOQUEIO PARA IMPACTO LATERAL
Este componente estreia na van Ford Transit Connect de 2019. Foi projetado e moldado pela Faurecia Interior Systems e Thermolympic SL usando o Magnum 3325MT da Trinseo, um ABS de médio calor com baixo brilho e alto fluxo. Este mecanismo de bloqueio melhora o desempenho do acabamento da porta durante impactos laterais, evitando fraturas ou separações de componentes que poderiam deixar bordas afiadas.
Este design proporciona fortes anexos, absorção de força e alta resistência ao impacto entre dois componentes durante o impacto lateral. Ele substitui a necessidade de suportes metálicos, economizando 3,70 kg por veículo. Foram alcançadas economias de custo de US $30,60 por veículo e economias de custo de ferramenta de US $9,88 milhões, além de uma economia de peso do veículo de 3,7 kg.
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Última atualização em 2 de agosto de 2024
