A tecnologia de moldagem de peças automotivas EPP permite uma produção de componentes de diferentes densidades. Essa tecnologia possibilita a produção de peças com parâmetros de resistência mecânica variados em um processo, dependendo da localização.
Por que a densidade do plástico importa?
A densidade, uma medida da quantidade de peso por unidade de volume de um material, é uma propriedade física fundamental que tem impacto direto em suas outras características de desempenho, como resistência ao impacto, rigidez, isolamento térmico e elétrico e capacidade de absorção de energia, entre outras. Este parâmetro é geralmente expresso em unidades de peso por unidade de volume, como quilograma por metro cúbico (kg/m³) ou grama por centímetro cúbico (g/cm³). Em termos muito gerais, quanto maior a densidade do plástico utilizado na construção automóvel, melhor será a proteção conferida aos condutores pelas peças de automóveis feitas com ele, por exemplo, em caso de colisão.
No entanto, uma alta densidade geralmente está associada a um maior peso e, portanto, a um aumento no peso do carro e nas emissões de CO2. Este problema é resolvido pela tecnologia de moldagem por pressão de polipropileno expandido (EPP), que, por um lado, confere a este material uma resistência ao impacto comparável às peças tradicionais de plástico rígido e, por outro lado, ajuda a alcançar um baixo peso impressionante devido à sua estrutura celular com 95% de teor de ar. Isso contribui para suas muitas outras vantagens relacionadas às propriedades de isolamento térmico e acústico. Durante o processo de moldagem, a densidade do EPP pode ser ajustada com precisão, dependendo do uso pretendido do componente, e é possível até obter peças com densidades variadas que substituem os componentes multimateriais tradicionais.
Densidade do plástico e propriedades mecânicas
A densidade do plástico afeta diretamente suas características mecânicas, ou seja, resistência, rigidez e resistência ao impacto (resistência a um determinado fator). Dependendo do tipo de forças que atuam no componente, é feita uma distinção entre resistência à tração, compressão, flambagem, cisalhamento, flexão e torção. Como regra geral, os materiais de densidade mais alta tendem a ter maior resistência a forças externas do que os de densidade mais baixa. A densidade também influencia a rigidez do material. Como regra, quanto maior a densidade, menor a suscetibilidade à deformação permanente sob forças externas. Esta propriedade é crítica, especialmente em aplicações estruturais onde o material deve permanecer estável e suportar todos os tipos de cargas. Peças com diferentes densidades têm diferentes capacidades de absorver energia de impacto, dependendo da localização. Materiais de baixa densidade podem ser mais flexíveis e absorver melhor a energia do impacto, o que é benéfico quando a absorção de choque é necessária. Materiais de alta densidade, por outro lado, podem dissipar melhor a energia, o que é importante no contexto da proteção contra danos. Por esse motivo, por exemplo, o EPP mais rígido pode ser usado na parte central dos para-choques dos carros, que recebem a maior força de impacto durante um acidente, e um material mais leve e com menor densidade pode ser usado em suas partes laterais, que também terão uma função de absorção de choque.
Utilização de componentes de diferentes densidades
A capacidade de usar materiais de diferentes densidades dá aos engenheiros maior liberdade no projeto de componentes. Desta forma, podem ser criadas soluções mais avançadas e inovadoras que executam várias funções simultaneamente e atendem melhor aos requisitos dos usuários. Componentes de diferentes densidades podem ser usados para otimizar zonas de deformação e outros componentes de proteção do veículo. Por exemplo, para-choques feitos de materiais de alta densidade podem absorver melhor a energia do impacto, aumentando a segurança dos passageiros. Além do preenchimento do para-choque, materiais com densidades variadas podem encontrar excelente aplicação na fabricação de assentos, .e encostos de cabeça. Por exemplo, o encosto e as laterais do encosto e os assentos podem ser feitos de EPP de maior densidade e resistência ao impacto, de modo que forme um “esqueleto” sólido que protegerá o corpo em caso de colisão. Por outro lado, a parte central do encosto de cabeça, e assento pode ser feita de um material mais macio com menor densidade para fornecer um suporte confortável para a cabeça e a coluna. Diferentes densidades de material também permitem que as propriedades químicas sejam adaptadas a necessidades específicas. Como regra geral, quanto menor a densidade do plástico e quanto maior o teor de ar, melhor o isolamento térmico. Portanto, uma carcaça de bateria de carro EPP pode ser composta por uma camada externa de material de maior densidade e resistência ao impacto e uma camada interna caracterizada por uma estrutura mais porosa para melhor proteção térmica.
Densidade do plástico – processo de fabricação de componentes de diferentes densidades
Existem muitos métodos de produção para peças de diferentes densidades. O método mais tradicional é usar materiais que diferem em sua resistência ao impacto e propriedades de isolamento térmico, como plástico ABS rígido e poliestireno expandido (EPS). Alguns fabricantes utilizam uma tecnologia de moldagem multicamadas. Envolve a moldagem separada de várias camadas de EPP de diferentes densidades, que são então combinadas mecanicamente em um único componente. No inovador método de moldagem EPP que usamos, componentes com áreas de diferentes densidades podem ser fabricados em um único molde e em uma única produção. A densidade do plástico nas diferentes partes do componente é controlada com precisão por meio de um design de molde especial, que é preenchido com EPP de diferentes densidades em zonas isoladas. Na fase final de moldagem, zonas de diferentes densidades são combinadas em um único componente permanente. Isso resulta em economia de tempo e custos, bem como melhor reciclabilidade desses componentes automotivos de EPP de material único.
Diferentes densidades como chave para a inovação automotiva
A tecnologia para a fabricação de componentes EPP de diferentes densidades oferece possibilidades totalmente novas nas áreas de inovação, eficiência e segurança veicular. Além disso, encaixa-se perfeitamente na tendência de fabricar veículos mais eficientes e ecológicos e usar peças de automóveis recicladas. Em primeiro lugar, contribui para a otimização do peso do veículo. O EPP com maior densidade e resistência ao impacto e à deformação só pode ser usado nas áreas que recebem a maior força de impacto, aumentando assim a segurança sem adicionar muito peso aos veículos. O uso de componentes leves e monomateriais leva a um menor consumo de combustível e emissões de CO2, o que é benéfico tanto para o meio ambiente quanto do ponto de vista dos custos operacionais do veículo. Carros mais leves precisam de menos energia para se mover, o que se traduz em melhor eficiência de combustível. Em resumo, uma estratégia de densidade diferente nos componentes é um elemento-chave nos esforços para produzir veículos mais eficientes e ecológicos. Isso pode resultar em melhor desempenho, segurança e desempenho ambiental a um baixo custo.