Premiando la innovación de la industria de autopartes plásticas

La competición anual de reconocimiento a la innovación  automotriz organizada por la Sociedad de Ingenieros Plásticos (SPE, por sus siglas en inglés) llega este año a su versión número 43. Este tradicional evento se ha convertido en una importante vitrina de los procesos de innovación relacionados con la utilización de materiales plásticos en la industria automotriz. La competición ha contribuido, adicionalmente, a tejer fuertes lazos de colaboración entre los constructores automotrices, los proveedores de autopartes y las compañías de producción de polímeros.

La competición está dividida en categorías correspondientes al tipo de aplicación en el proceso de fabricación de un automóvil. De esta manera, las diferentes nominaciones en una categoría permiten tener una idea clara del estado del arte en la elaboración con materiales poliméricos de piezas estructurales o de decoración, por ejemplo.

Este año en la categoría de aplicaciones exteriores vale la pena resaltar un sistema integrado de techo corredizo, una aplicación plástica para ventanas, un sistema de techo panorámico completamente retractable y una puerta trasera fabricada 100% en poliolefina. El sistema integrado de techo corredizo, moldeado por inyección de un compuesto de ABS/SMA (Polyscope Polymers BV), ha sido integrado en el Citroën DS 3 Cabrio super mini 2014. Es la primera vez que un marco de techo corredizo de 2mx1 m no contiene secciones metálicas, permitiendo así  una reducción de peso del 40% con respecto a los sistemas tradicionales. Por otra parte, Sabic y Summerer Technologies GmbH & Co. KG han puesto a punto, por primera vez, la producción en serie de ventanas en policarbonato para el Volkswagen AG XL1 2013. Gracias a un proceso híbrido de moldeo por inyección y por compresión se ha logrado la fabricación homologada de ventanas deslizantes y fijas, que garantiza una reducción de peso del 33% en comparación con ventanas de vidrio de 3,2mm. En otro caso de innovación, gracias al empleo de una película de PET altamente resistente al rasgado se logró desarrollar un techo panorámico en vidrio completamente retractable.

Adicionalmente, la integración de paneles de soporteen PC otorgó mayor estabilidad dimensional al ensamble diseñado para el sedán de lujo Lincoln MKZ de Ford Motor Co. El sistema de techo panorámico es fabricado por extrusión y un exclusivo proceso de laminado que elimina la aparición de burbujas. Finalmente, LyondelBasell y Advanced Composites, Inc. en conjunto con el fabricante de moldes Kyowa Industrial Co., Lta desarrollaron la primera puerta trasera termoplástica cuyos paneles exterior e interior están hechos de TPO y de polipropileno de alta resistencia mecánica respectivamente. La puerta del Nissan Rogue 2014 es producida por inyección y resulta 30% más liviana que las piezas en acero estampado.

Entre los nominados a la categoría de aplicaciones interiores se destacan un panel de instrumentación completamente optimizado para la reducción de peso y una cubierta para tapa de baúl con mecanismo de bloqueo automático. En el caso del panel de instrumentación, Sabic en conjunto con Windsor Mold Group desarrolló el primer marco plástico con paredes de 2mm para el panel de instrumentación de la camioneta Jeep Cherokee de Chrysler Group LLC. Gracias a la utilización de un polipropileno reforzado con 30% de fibra de vidrio se consiguieron las propiedades mecánicas requeridas y un aligeramiento de la pieza próximo al 27%. En la otra nominación destacada, Washington Penn Plastics Co. junto con el fabricante de moldes RCO desarrollaron un panel de cubierta interna para baúl en PET, que contiene un mecanismo de cierre automático tipo rompecabezas. El grabado del mecanismo por jet de agua implica un ahorro de entre 40g y 60g por parte y la eliminación del costo adicional en la integración de un sistema de cierre. El panel de cubierta de baúl fue desarrollado para el sedán Ford Fusion modelo 2013.

En la categoría chasis y hardware vale la pena destacar dos nominaciones. En el primer caso se trata de un tirador incorporado en una farola trasera para la apertura de la puerta giratoria. El mecanismo a base de poliamida Durethan BKV 50 de Lanxess Corp. se fabrica por moldeo por inyección y ha sido diseñado para el Ford Ecosport SUV modelo 2013. En el otro caso de innovación, Magna Exteriors & Interiors ha desarrollado un parachoques frontal a base de una mezcla de PC/PBT (Xenoy 1103, Sabic) que cumple con los estrictos requerimientos de disipación de energía y la legislación de impacto reducido sobre el peatón en caso de colisión. El parachoques moldeado por inyección se  ha incorporado en los sedan 2013 Ford Fusion y Mondeo.

En 2013, la SPE decidió incluir una nueva categoría para premiar los esfuerzos de innovación en la integración de plásticos en la construcción de automóviles eléctricos. En esta categoría se destaca, por ejemplo, un sistema de empaquetamiento de pilas litio-ion, moldeado por inyección de polifenil éter modificado Noryl N1150 de Sabic, con una estructura de pared delgada y un diseño que facilita la refrigeración pasiva del ensamble con el flujo de aire ambiente. El sistema ha sido integrado en el vehículo a batería eléctrica LEAF de Nissan Motor Co. Por otra parte, A123 Systems en colaboración con Continental Structural Plastics desarrolló una carcasa en polivinil éster para baterías eléctricas. L
a carcasa fabricada en moldeo por compresión cumple con una extensa lista de requerimientos técnicos para garantizar la protección del ensamble en caso de un evento catastrófico. La carcasa se desarrolló para el Chevrolet Spark EV de General Motors Co.

En el campo de materiales las innovaciones retenidas por el comité de la SPE fueron numerosas. DuPont  puso a punto un compuesto a base de fibra de aramida (Nomex N301) con el fin de fabricar un escudo de protección acústico para el bloque motor del Hyundai Elantra modelo 2013. Por su lado, Asahi Kasei Chemical, en colaboración con Calsonic Kansei, desarrolló un termoplástico a vulcanización (Sanvio A7171) para la inyección de la capa superficial del panel de instrumentación del Nissan Sentra 2013.

En otro caso de innovación, la nueva serie de termoplásticos de alta conductividad térmica de PolyOne Corp. han sido empleados para la fabricación de disipadores de calor en las lámparas portátiles a LED de alto brillo. El material a base de poliamida 66 está destinado al mercado de accesorios para automóviles en 2014. Por otra parte, Rhe Tech, Inc desarrolló una nueva referencia de polipropileno reforzada con cascarilla de arroz destinado al moldeo por inyección de elementos de sujeción para el capó de la serie F de camionetas Ford. Finalmente, Celenase lanzó  al mercado una nueva referencia de POM que otorga la apariencia satinada de una pintura de plata a un panel de interior fabricado por inyección.

En la categoría de tren de potencia se destaca la fabricación de un sistema integrado de alimentación turbo que combina el ducto de entrada de aire con un sistema de enfriamiento. La pieza es fabricada en moldeo por succión/soplado (Röchling Automotive) para los sedan A4 y A5 de Audi AG. Por otro lado, Montaplast GmbH ha desarrollado un escudo de protección térmica que se integra al sistema de entrada de aire en aplicaciones de alta temperatura. El deflector para sistemas de recirculación de gases de escape se fabrica en poliamida 66 (Ultramid D3G7 de BASF) para las plataformas de l-4 turbo-diésel de Daimler AG y Mercedes.

Entre las innovaciones relacionadas con los métodos de ensamblaje vale la pena resaltar un nuevo proceso de moldeo de compuestos reforzados en fibra de carbono fuera de auto clave. Las piezas producidas de esta manera exhiben propiedades mecánicas equivalentes y un mejor acabado superficial en comparación con el proceso tradicional en auto clave. Adicionalmente, la reducción del tiempo de ciclo en 66% se traduce en una importante disminución de costos de producción. Esta tecnología se ha integrado en la producción de ciertas autopartes para el Corvette Stingray de General Motors Co. Por otra parte, a través de un proceso híbrido de moldeo por inyección de poliamida 6 cargada con fibra de vidrio continua y corta (Ultramid de BASF) se ha conseguido la fabricación de un asiento de peso reducido que cumple con todos los requerimientos de seguridad y ergonomía. El proceso se ha puesto a punto para el coche deportivo Opel Astra de General Motors Co.

Por último, en la categoría de elementos de seguridad se deben mencionar el desarrollo de una cubierta para airbag lateral producida por inyección con inserto metálico (Autoliv Inc. para elFord Fusion modelo 2013) y la puesta a punto de un reposa brazos replegable en caso de colisión lateral. Este último es una pieza de ABS/PVC (Styron) moldeada por inyección (Johnson Controls Inc.) para los modelos Ford 2013 Edge y Lincoln.