¿Cómo seleccionar plásticos de ingeniería para automoción?

Los plásticos de ingeniería de uso general en la automoción y la opción de material flexible de la tecnología de creación de prototipos por CNC

---

Publicado el: 07 de septiembre de 2018, | Por Tony, Director de Proyectos de Sendot Technology

Hoy en día, en la industria automotriz, la sustitución de costosos materiales metálicos por plásticos se ha convertido en una tendencia de desarrollo inevitable. Los plásticos de ingeniería de alta resistencia no solo reducen el costo del procesamiento, ensamblaje y mantenimiento de las piezas, sino que también hacen que los automóviles sean más ligeros, ahorren energía y sean más respetuosos con el medio ambiente.

Según los datos, los plásticos y sus compuestos son los materiales de aligeramiento más importantes para los automóviles. No solo pueden reducir el peso de las piezas en alrededor de un 40 %, sino que también pueden reducir el costo de compra en alrededor de un 40 %. Por lo tanto, en los últimos años, su uso en automóviles ha aumentado rápidamente, convirtiéndose en el "nuevo favorito" de la fabricación de automóviles.

Por lo tanto, la consistencia de los materiales entre la etapa de desarrollo y la etapa de producción de un automóvil es particularmente importante.

Pregunta: ¿es posible que los materiales utilizados en la etapa de prototipo sean consistentes con los utilizados en la producción final?

En este artículo compartiremos contigo el material y la opción de servicios de mecanizado CNC en China durante la fase del departamento de prototipos de automóviles.

1. ¿Cuáles son los principales plásticos de ingeniería para automoción?

En la actualidad, los plásticos generales más utilizados en los plásticos para automóviles son el polipropileno (PP), la resina ABS, el PVC y el PE. Los materiales de poliolefina constituyen las principales piezas plásticas del automóvil; a continuación se enumeran varios plásticos de ingeniería para automoción de uso predominante.

Polipropileno (PP)

El PP puede utilizarse como una variedad de piezas de automóvil, y ahora, en el típico automóvil de pasajeros, las piezas de plástico de PP representan más de 60. Las principales variedades de piezas de automóvil de PP incluyen: parachoques, tablero de instrumentos, panel interior de la puerta, piezas del aire acondicionado, caja de la batería, ventilador de refrigeración, volante, entre las cuales los primeros cinco tipos representan más de la mitad del consumo total de PP.

Polietileno (PE)

Mediante la modificación por injerto y la modificación por endurecimiento con relleno de resinas de PE de alta densidad y de baja densidad, se obtuvo una serie de materiales de aleación de PE modificados con buena flexibilidad, resistencia a la intemperie y rendimiento de recubrimiento. El PE utiliza principalmente el método de moldeo por soplado para producir depósitos de combustible, tuberías de ventilación, deflectores de flujo y diversos tanques de almacenamiento.

En los últimos años, el consumo de PE en los automóviles no ha aumentado, y cabe señalar que la tendencia de desarrollo hacia el aligeramiento de los automóviles promueve la plastificación de los depósitos de combustible. Los depósitos de combustible plásticos se utilizan oficialmente en los automóviles en Europa. El material principal es el polietileno de alta densidad y alto peso molecular (HMWHDPE).

Polioximetileno (POM)

Tiene excelentes propiedades de resistencia a la fricción y al desgaste, deslizamiento a largo plazo, fluidez de conformado, superficie hermosa y brillo, y también es adecuado para el moldeo por inserción. Para los casquillos del chasis del automóvil, como el casquillo de la mangueta de dirección, diversos casquillos de soporte, casquillos de ballesta delanteros y traseros y casquillos de freno, etc., el material compuesto de tres capas de poliformaldehído se utiliza ampliamente.

La estructura del pozo de almacenamiento de aceite con cierta regularidad está determinada por sus propiedades especiales: tiene tanto la resistencia mecánica y la rigidez del acero como excelentes propiedades antifricción en condiciones de lubricación límite. Otras aplicaciones incluyen manijas de puertas, piezas mecánicas del cinturón de seguridad, interruptores combinados y espejos.

Resinas ABS

La resina ABS es un copolímero ternario de tres monómeros, acrilonitrilo, butadieno y estireno, que puede utilizarse para fabricar piezas externas o internas del automóvil como la carcasa de instrumentos, el sistema de refrigeración y calefacción, la caja de herramientas, el pasamanos, la placa de rejilla del radiador, etc. También puede utilizarse para fabricar tableros de instrumentos, portaequipajes y diversas tapas de cajas.

En los últimos años, el aumento del consumo de resina ABS en los automóviles no ha sido muy grande, lo cual se debe principalmente a la feroz competencia entre la resina ABS y la resina PP, y el propio ABS también tiene los defectos de mala resistencia a la intemperie y decoloración, inflamabilidad, etc., por lo que su aplicación en las piezas principales de los automóviles, como el tablero de instrumentos y la rejilla del automóvil, también está restringida.

Poliamida (PA)

La poliamida, comúnmente conocida como nailon, tiene alta resistencia al impacto, resistencia a la fricción y al desgaste, resistencia al calor, resistencia química, lubricidad y propiedades de teñido. Como pieza estructural del automóvil, la PA aumenta constantemente y puede aplicarse en el duro entorno alrededor del motor.

2. ¿Por qué los servicios de mecanizado CNC se utilizan más generalmente y consideran los factores de material?

Hay dos procesos de creación rápida de prototipos de automóviles comúnmente utilizados, la tecnología de impresión 3D y el mecanizado CNC, mientras que considerando los factores del material de grado de producción final, los servicios de mecanizado CNC tienen más ventajas y se utilizan más ampliamente que la impresión 3D; la gama de materiales disponibles y las principales diferencias son las siguientes:

Tecnología de fabricación aditiva（impresión 3D）

En los últimos años, ha surgido una variedad de nuevas tecnologías de fabricación rápida, generalmente llamadas Creación Rápida de Prototipos y Fabricación (RP&M). Las tecnologías desarrolladas incluyen la estereolitografía (SL), el sinterizado selectivo por láser (SLS), el modelado por deposición fundida (FDM), la fabricación de objetos laminados (LOM) y la impresión tridimensional (impresión 3D).

El desarrollo de esta tecnología ha llegado a muchos de los campos tradicionales, atrayendo el interés de artesanos cuya habilidad y conocimiento han llevado a que objetos 3D se utilicen directa e indirectamente como patrones y modelos para el utillaje blando (soft tooling).

Todas las tecnologías de impresión 3D tienen una característica importante en común: la pieza prototipo se produce añadiendo materiales en lugar de eliminarlos, mientras que el rendimiento del material de procesamiento de la impresión 3D solo puede acercarse al material de producción final.

Tecnología	Material	Limitación	Uso principal en la fase de desarrollo
SLA	Resina: resina fotosensible Translúcido beige/lechoso	Débil, fácil de deformar	Se utiliza directa e indirectamente como patrones y modelos para el utillaje blando
SLS	Polvo de PA12	Rugoso, difícil de acabar	Fabricación de prototipos y modelos iniciales
FDM	Filamento de plástico	Baja resolución y calidad de acabado no muy resistente	Fabricación de prototipos y modelos iniciales

TÉCNICA DE MECANIZADO NC (mecanizado CNC)

El CNC es la automatización de las máquinas herramienta mediante computadoras que ejecutan software preprogramado que dicta el movimiento. El método más moderno y sofisticado de programar una máquina NC es utilizar un modelo tridimensional de la pieza para proporcionar los datos que guían a la máquina NC en la producción de la pieza.

A medida que la tecnología NC continúa desarrollándose, este método de programación se utilizará finalmente cada vez más ampliamente.

La mayor ventaja de la creación de prototipos por CNC es que el material está muy cerca del material de producción.

3. Servicios de mecanizado CNC en China

En el tercer trimestre de 2018, nuestros clientes en Europa y Norteamérica adquirieron muchas piezas prototipo utilizando nuestros servicios de mecanizado CNC en China. Podemos ofrecer a nuestros clientes una amplia gama de estándares de calidad que se ajustan a los objetivos de presupuesto de los proyectos. Ahora colaboramos con la mayor parte de los constructores de vehículos. Conozco las necesidades de los clientes e intento, junto con nuestro equipo, hacer lo mejor para satisfacer las expectativas de los diseñadores en términos técnicos, cualitativos y de innovación.