Plásticos nos Automóveis – Inovar-auto incentiva Polímeros e Compósitos

Inovar-auto incentiva polímeros e compósitos a tirar metais dos carros

Plásticos – É constante o esforço demonstrado pela indústria automobilística em todo o mundo para fabricar veículos cada vez mais leves. Entre outras vantagens, a redução do peso resulta em menor consumo de combustíveis, fator cada vez mais cobrado pelos usuários dos automóveis.

Aqui no Brasil, por exemplo, o Inovar-Auto, programa do governo federal de incentivo à nacionalização de modelos de automóveis, tem como objetivo reduzir o consumo de combustíveis em 12% no período de 2013 a 2017.

Para alcançar essa meta, o plástico oferece contribuição de grande importância.

Ele vem substituindo os materiais metálicos, mais pesados, na fabricação de peças em praticamente todas as partes do veículo. Inclusive em aplicações outrora inimagináveis, como em partes das estruturas (“carroceria”) e em componentes de motores.

Na ceia produtiva das resinas sintéticas, um segmento importante para se chegar ao objetivo pretendido é a indústria de equipamentos para transformação do plástico.

A cada dia, surgem máquinas e processos aperfeiçoados, capazes de gerar peças mais leves, sem deixar de atender as rigorosas especificações mecânicas e demais características necessárias para as diferentes aplicações automobilísticas.

Plásticos nos Automóveis – Os fabricantes de máquinas injetoras sobressaem entre os mais inovadores.

Eles investem pesado em pesquisa e desenvolvimento para conseguir bons resultados com tecnologias sofisticadas.

Essas técnicas já são utilizadas nos países desenvolvidos e, dentro de algum tempo, prometem frequentar com maior desenvoltura as linhas de produção dos fabricantes de autopeças brasileiros.

Entre elas, podemos citar as voltadas para produzir peças de plástico expandido, revestidas com mantas ou placas de reforços ou peças ocas, ambas as características difíceis de serem obtidas mediante os processos convencionais.

Um dos fornecedores de injetoras a participar desse processo é a austríaca Engel, que no Brasil mantém escritório próprio de representação. “Há três anos contamos com um centro técnico de desenvolvimento de peças leves na planta de nossa matriz. Lá trabalhamos muito em conjunto com a indústria automobilística para chegar a tecnologias capazes de gerar peças para substituir as metálicas”, informa Udo Löhken, diretor.

Plástico Moderno, Equipamento do laboratório da Engel para criar peças leves - Reportagem sobre Plásticos nos Automóveis
Equipamento do laboratório da Engel para criar peças leves – Plásticos nos Automóveis

A alemã KraussMaffei, também com representação própria por aqui, tem a mesma estratégia.

Seu centro técnico, em Munique, conta com onze máquinas para projetos de desenvolvimento, com força de fechamento de 80 a 1,6 mil toneladas, e um time de especialistas muito respeitado. “O centro foi instalado no início dos anos 70”, informa Klaus Jell, CEO.

Política similar segue a alemã Arburg, outra empresa que não economiza investimentos para desenvolver patentes voltadas para atender os anseios de seus clientes. “Alta tecnologia vende”, justifica Kai Wender, diretor geral do escritório brasileiro.

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Mantas, chapas e fibras longas

Conforme a aplicação, o uso de reforços já bastante conhecidos, como fibras de vidro ou de carbono granuladas e misturadas na matéria-prima plástica, não é suficiente para dar a resistência mecânica exigida às peças.

Está se tornando comum o uso dessas fibras em outros formatos. São os casos, por exemplo, dos tecidos ou mantas de fibras de vidro ou de fibra de carbono.

“Nas injetoras comuns, cujos canhões de alimentação trabalham de forma horizontal, fica muito difícil fixar esses tecidos flexíveis nos moldes na hora da injeção. Tem crescido a procura por máquinas verticais, onde se podem acomodar os reforços de forma mais fácil antes de injetar o plástico”, explica Löhken.

Prova dessa demanda se encontra na ampliação da linha oferecida pela empresa. “Até há pouco tempo, oferecíamos modelos até 300 toneladas de força de fechamento, hoje nossa linha tem unidades de até 4 mil toneladas”.

Em outros casos, em vez de tecidos, são usadas chapas reforçadas mais rígidas, feitas de fibra de vidro ou outro material que se transformam em peças depois de impregnadas com a matéria-prima plástica, em geral uma poliamida.

“Essa chapa pré-cortada é colocada dentro de um forno. Quando ela ficar em estado quase fundido, flexível, ela é transferida para uma prensa, onde se faz a injeção e podem ser colocados outros reforços, como ripas ou buchas para fixação”, explicou.

Em seguida o contorno da peça é usinado. A empresa oferece todo o equipamento necessário para a operação, inclusive os robôs usados para as operações intermediárias.

Processo parecido com esse é oferecido pela KraussMaffei. Batizado por Fiberform, o sistema também se inicia com a flexibilização de uma chapa de fibra de carbono feita em um forno.

Com a temperatura, o material fica elástico e depois sofre a adição do plástico. “A estrutura resultante é muito rígida e leve, substitui o metal em várias aplicações”, informa Jell.

Caixa para Airbag

Um exemplo de aplicação é a caixa para airbag desenvolvida para a Takata, fornecedora de componentes de segurança para as montadoras. “Essa peça precisa ser muito resistente para aguentar o impacto do airbag quando ele infla após um acidente”.

A Arburg oferece tecnologia para peças cuja solução ideal é acrescentar fibras de vidro longas ao plástico, com até 50 mm de comprimento. “Essas fibras têm medidas muito maiores que as das granuladas. Elas são indicadas para peças estruturais, oferecem a possibilidade de se obter peças de menor espessura com excelentes características mecânicas”, explica Wender.

A linha de produção oferecida pela empresa é composta por um dispositivo que corta as fibras, depois enviadas para o cilindro de plastificação. “Os moldes são normais, seus projetos apenas precisam contar com entrada de material que preserve as dimensões das fibras”.

 

 

Uma espécie de “Suflair” – Peças Plásticas para os Automóveis

As três fabricantes de equipamentos oferecem tecnologia voltada para a obtenção de peças plásticas expandidas.

Respeitadas as características específicas das técnicas oferecidas por cada empresa, em geral, o sistema atua a partir da injeção de gás nitrogênio no canhão de plastificação das injetoras.

O gás fica comprimido junto com a massa de plástico fundida. Ao entrar no molde, em atmosfera com pressão menor, o gás se expande dentro da resina, conferindo ao material um aspecto parecido com o do conhecido chocolate aerado da marca Suflair.

Para essa operação, a Arburg desenvolveu a tecnologia Proform, patente da empresa desenvolvida em parceria com o IKV, instituto de pesquisa e desenvolvimento da Alemanha. “A técnica pode reduz o peso das peças em até 20%, sem perda significativa da eficiência mecânica, permite o uso de máquinas de menor força de fechamento e evita rechupes e empenamentos. Pode ser usada em peças reforçadas com fibra de vidro”, resume Wender.

Plástico Moderno, Pedal e caixa de airbag feitos com fibras longas e tecnologia da Arburg
Pedal e caixa de airbag feitos com fibras longas e tecnologia da Arburg – Plásticos nos Automóveis

 

A desvantagem, de acordo com Löhken, da Engel, se encontra no fato das peças obtidas não apresentarem aspecto visual perfeito.

Peças Usadas fora da vista dos Consumidores

Por isso, o sistema é indicado para peças usadas fora da vista dos consumidores, caso, por exemplo, das indicadas para os motores de automóveis.

Outra possibilidade é aproveitá-las em aplicações sujeitas a decoração posterior. “É o caso daquelas usadas em locais cobertos com folhas decorativas, como os painéis de ar condicionado dos automóveis”.

Jell, da KraussMaffei, lembra que o sistema pode ser acoplado a qualquer tipo de injetora, seja ela hidráulica, híbrida ou elétrica. “É necessário instalar uma entrada para o gás e equipar a máquina com um tipo de rosca com design especialmente desenvolvido”, explicou.

Uma das preocupações com o processo é vedar de forma rigorosa o molde durante o ciclo, para evitar qualquer tipo de vazamento durante seu preenchimento.

Peças ocas

Existem peças com design que permite reduzir o consumo de material, deixando partes internas ocas.

Elas são de difícil produção e duas técnicas são usadas para se chegar ao resultado esperado. A injeção a gás, método consolidado há anos e já bastante usado no Brasil, com o auxílio de nitrogênio.

Ele é comprimido nos moldes nos pontos nos quais se deseja que o plástico não preencha a cavidade.

Uma alternativa a essa tecnologia é a injeção a água. O método também é antigo, mas ainda pouco usado em todo o mundo por conta das dificuldades de controle da produção.

“No Brasil não tenho conhecimento de nenhuma linha a água instalada”, informa Löhken, da Engel.

A empresa, em parceria com a PME Fluidtec desenvolveu e patenteou um novo método de se promover a operação. “Nosso sistema permite o controle da operação de forma precisa”, garante.

A principal característica do sistema é a presença de um comando de válvulas que controla a injeção de água e gás nos moldes.

“A bolha inicial no núcleo da peça é feita com ar. Depois é usada a água, colocada para fora do molde no final do ciclo, quando a peça já estiver pronta”.

As vantagens em relação à injeção a gás são importantes. A água não é compressível, o que garante maior precisão na espessura das paredes das peças. Como a água também apresenta melhor propriedade de transferência de calor, o tempo dos ciclos cai em até 50% quando comparado com a injeção a gás.

E a água custa muito mais barato do que o nitrogênio oferecido em cilindros, usado na injeção a gás.

“Pode se aproveitar a água usada na refrigeração da máquina e dos moldes, não é necessário manusear reservatórios de gás”, emenda.

Para atestar as informações, o diretor conta que além da BMW, grandes montadoras alemãs, casos da Audi e Opel, adotaram a técnica. Uma aplicação do gênero foi mostrada na Feiplastic, onde foi instalado equipamento que produziu pedais de embreagens usados em modelos da BMW.

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Memória – Revista Plástico Moderno

 

 

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