Prêmios Automotivos Destacam Inovações e Tecnologias Emergentes: Descubra as Novidades em Primeira Mão!

Inovações na Indústria Automotiva: Premiações da Sociedade de Engenheiros de Plásticos

Na 52ª edição anual dos prêmios de Inovação em Automóveis da Sociedade de Engenheiros de Plásticos (SPE), várias “primeiras vezes” foram comemoradas em oito categorias. Estas incluem inovações nas categorias adicionadas no ano passado: Sistemas de Veículos Elétricos e Autônomos, e Veículos de Edição Limitada/Especialidade e Pós-Venda, além da categoria de Sustentabilidade, que foi expandida e renomeada. Nos últimos anos, os termoplásticos e os compósitos termoplásticos lideraram de longe em todas as categorias.

Desde 1970, esta competição, a mais antiga e maior do gênero, tem destacado as mudanças positivas que os materiais poliméricos trouxeram para as indústrias automotiva e de transporte terrestre. Entre os benefícios estão a redução de peso e custo, consolidação de peças, aumento da segurança e melhorias estéticas e de liberdade de design.

Equipes compostas por OEMs, fornecedores de nível 1 e produtores de polímeros enviam nomeações descrevendo seus componentes, sistemas ou veículos completos, explicando por que merecem ser reconhecidos como a “inovação mais inovadora do ano no uso de plásticos”. O evento anual atrai cerca de 700 engenheiros OEM, executivos da indústria automotiva e de plásticos, e mídia.

Interior do Veículo: Mega Bin/Frunk

O grande vencedor, presente no modelo elétrico da Ford Motor, a F-150 Lightning 2024, é um primeiro de seu tipo. Ele envolveu a conversão de SMC pintado de moldagem por compressão para um PP-LFT moldado por injeção (40% de vidro) em cor moldada, resultando no maior compartimento frontal de compósito Classe A da indústria.

Produzido com Celstran PP-GF40 da Celanese pela Cascade Engineering, essa conversão resultou em uma redução de massa de 48% e uma redução do tempo de ciclo de 37%, além de eliminar o custo e o impacto ambiental da pintura. Também houve melhorias nas interfaces de vedação, eliminação da usinagem secundária de furos, e o compartimento frontal é totalmente reciclável no fim da vida útil. São utilizados uma prensa de injeção de 4.000 toneladas e uma ferramenta equipada com um sistema de canais quentes de 16 depósitos para moldar as peças.

Veículos de Edição Limitada/Especialidade e Pós-Venda: Placa de Interconexão de Bateria Híbrida

Outra inovação é uma placa de interconexão de bateria híbrida patenteada presente no Chevrolet Corvette E-Ray da General Motors. Produzida pela Sun Microstamping Technologies utilizando o conceito Ultramid B3UG4 da BASF, possui coletores de corrente de metal pequenos e delicados, barras de ônibus e linhas de sensoriamento em um design muito compacto para caber em um espaço limitado.

O grau de 20% GF/PA6, também estabilizado ao calor e com retardante de chama, foi selecionado por sua capacidade de oferecer altos níveis de integração funcional em espaço limitado, além de ser compatível com encaixes por pressão, estacas térmicas, soldagem por ultrassom e adesão. Inserções de bloco central laminadas são usadas em ferramentas de injeção rotativa para ventilação e controle de estampagens durante a sobremoldagem.

Exterior do Veículo: Portão Dividido de Termoplástico

Considerado o primeiro sistema de fechamento traseiro splitgate totalmente termoplástico do mundo, entregue à linha de montagem como um módulo pronto para instalação, ele é destaque no SUV elétrico Rivian R1S 2023 da Rivian.

Injeção moldada pela Magna International com LGF-PP reforçado com 40% de vidro e TPO da Advanced Composites, apresenta um design de extração profunda complexo (>80 mm), que se diz oferecer melhor qualidade percebida a um custo e massa menores em comparação aos metais, além de menos NVH (ruído, vibração e aspereza). Ao padronizar os graus entre o liftgate e o benchgate e focando em sustentabilidade, as peças foram reduzidas de nove para três, utilizando apenas dois materiais — um LFT-PP reforçado com 40% de vidro e um TPO. A iluminação central de freio elevada (CHMSL) e as lanternas traseiras foram transportadas do modelo de picape da Rivian.

Sistemas de Veículos Elétricos e Autônomos: Unidade de Desconexão de Bateria

Uma inovação de metal para plástico, que aparece no GMC Hummer EV elétrico da General Motors, são as duas BDUs (unidades de desconexão de bateria) que foram integradas em um único sistema, suportando dois sistemas de 400 volts. É moldado por injeção pela Lear Corp. utilizando Ulramid 66 H2 G25 V0KB1, um nylon 66 reforçado com 25% de vidro da BASF, e PBT Ultradur B4450G5 HR, resistente à hidrólise.

Este sistema integrado permite recargas rápidas e seguras de veículos elétricos e desconecta a energia em uma situação de sobrecorrente para proteger os passageiros. As peças de um metro de comprimento apresentam um design complexo que oferece melhor gerenciamento térmico e menor massa de componentes. Os dois materiais livres de halogênio UL94 V0 — um, o PBT, com índice muito alto de rastreamento comparativo (CTI, que mede a quebra elétrica de um material isolante) — substituíram o alumínio fundido por injeção, mantendo propriedades físicas superiores e facilidade de processamento. Simulação complexa e otimização de processos também foram fundamentais para o sucesso.

Materiais: Placas Laterais do Módulo de Bateria

Mais uma inovação de metal para plástico é a placa lateral do módulo de bateria patenteada no Chevrolet Corvette E-Ray elétrico 2024 da General Motors. Moldada por injeção pelo Grupo Novares usando RTP-299 K X 138337 preto PARA (poliarilamida) da RTP Co., esta inovação resulta em placas laterais extremamente planas para este módulo de bateria, com alta precisão dimensional, rigidez e resistência em uma geometria complexa.

O polímero de alto módulo, resistente ao creep e retardador de chama, eliminou a necessidade de limitadores de compressão e filmes de isolamento elétrico, mas ainda assim suporta pressões extremas de expansão das células e atende a todos os requisitos mecânicos. Além disso, reduziu-se quatro componentes para um e muitos recursos funcionais foram incorporados nas placas laterais patenteadas que não teriam sido possíveis em metais. A massa foi reduzida em 37% e o custo em 55%.

Tecnologias de Processos/Montagem/Habilitação: Módulo de Assento

O módulo de assento moldado por injeção patenteado no SUV híbrido Toyota Grand Highlander 2024 da Toyota incorpora recursos de fixação temporária e permanente para controlar cabos e reduzir drasticamente componentes e trabalho na fabricante de assentos.

Os cabos de assento produzidos pelo fornecedor de nível 2 Hi-Lex Controls são entregues ao fornecedor de nível 1 Toyota Boshoku pré-roteados na placa do módulo e moldados por injeção com PP reforçado com 40% de vidro da Washington Penn. Isso elimina suportes, braçadeiras e clipes geralmente usados para controlar cabos de assento, reduzindo drasticamente o trabalho para o operador de montagem. O módulo também reduz retrabalho e sucata devido a desalinhamentos de cabos. Além disso, o esforço de tração da alavanca para os consumidores é reduzido porque o roteamento direto dos cabos permite o uso de cabos mais curtos.

Segurança: Coberturas de Terminais Intumescentes

Considerado o primeiro uso de um PVC flexível intumescente retardador de chama como isolante para mitigação de fuga térmica em baterias de alta tensão para veículos elétricos, esta cobertura de terminal aparece no Cadillac Lyriq 2023 e no GMC Hummer da General Motors. Moldada por injeção pela Molded Precision Components (MPC) para a Auto-Kabel (AK), fornecedor de nível 1, utilizando o PVC Lithium Prevent 200 da Pyrophobic Systems, substitui plásticos ‘tradicionais’ (PP/PE/nylon) que derretem e queimam em condições de fuga térmica.

Este isolante de PVC especialmente formulado, de alta temperatura e alta tensão é usado para moldar por injeção várias tampas e barreiras de terminais. A segurança é aumentada durante a fuga térmica porque o material mantém alta resistência dielétrica, reduzindo o risco de arco voltaico e a ignição de gases, e forma uma barreira de carvão estruturada, ajudando a reduzir a propagação de incêndios de um módulo para outro.

Sustentabilidade: Frunk Moldado em uma Peça

Mais uma inovação industrial é um porta-malas frontal estrutural Classe A moldado em cor com 20% de conteúdo reciclado pós-consumo (PCR) para o Mustang Mach E 2024 da Ford Motor. Ele é moldado por injeção pela IAC Group usando o TPO de Grau Reciclado ADX-8327 da Advanced Composites, que também será utilizado no modelo 2025. O conteúdo PCR é obtido de copos de iogurte e materiais de embalagens.

Em comparação com o TPO virgem, o grau mais sustentável apresentou menor densidade e melhor impacto a -15°C. O redesign simultâneo reduziu a contagem de componentes de seis para um, eliminando dois suportes metálicos, economizando 3 kg em massa, aumentando o volume e a funcionalidade de carga, melhorando a gestão da água, reduzindo o trabalho e as emissões de gases de efeito estufa em 67%. Economias de custo de $26,26 por veículo são alcançadas.

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Última atualização em 8 de setembro de 2024