Mercedes-Benz ha recurrido a un compuesto termoplástico reforzado con fibra continua para la fabricación de un soporte estructural de misión crítica. El componente en forma de arco soporta una batería que suministra electricidad al sistema automatizado de asistencia al conductor Intelligent Drive en la Clase S del fabricante de automóviles en caso de una falla repentina de energía.
El soporte en forma de arco está fabricado por Poeppelmann Kunststoff-Technik GmbH & Co. KG (Lohne, Alemania) utilizando Tepex Dynalite 104-RGUD600 (4) / 47% de Lanxess a base de polipropileno. El proceso de fabricación en dos etapas combina la formación (drapeado) del material compuesto con el moldeo por inyección.
“El diseño compuesto significa que el producto terminado puede ser hasta un 40% más liviano que una versión hecha de metal”, dijo Joachim Schrapp, experto en diseño liviano de Poeppelmann. “El paso de moldeo por inyección también permite integrar funciones que no solo facilitan la instalación del soporte, sino que también reducen la carga de trabajo logístico. Todo esto tiene un efecto beneficioso sobre los costes de fabricación ”.
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El trabajo del soporte es sujetar la batería, que pesa alrededor de 10 kilogramos, firmemente en su lugar en el compartimiento trasero del vehículo sujetándola solo, incluso cuando está sujeta a las fuerzas considerables que ocurren en una colisión. El soporte está diseñado para garantizar que la mayoría de las fuerzas se transfieran desde los puntos de aplicación a través de las fibras de vidrio continuas del material compuesto. Esto aprovecha al máximo la resistencia y rigidez que ofrece la pieza en bruto de Tepex.
“La ventaja de nuestro material compuesto es que, a diferencia de los compuestos moldeados por inyección reforzados con fibra, por ejemplo, no sufre fluencia bajo tensiones elevadas sostenidas y, por lo tanto, no se deforma. Esto asegura que la batería se mantenga en su lugar de manera permanente ”, dijo Philipp Maas, Gerente de Ventas y Proyectos de Tepex en Lanxess. La pieza en bruto también cuenta con un alto grado de resistencia a la fatiga, lo que garantiza que el material no se vuelva quebradizo y no se agriete con el tiempo como resultado de vibraciones frecuentes o fuertes, como las causadas por los baches.
Las funciones integradas en el soporte durante la etapa de moldeo por inyección incluyen guías para cables, así como soportes y sujetadores para dos unidades de control. Dice Schrapp: «Estos dos equipos simplemente se sujetan en su lugar durante la instalación, por lo que no tiene que perder tiempo atornillándolos».
La matriz de PP del material Tepex está reforzada con cuatro capas de fibras de vidrio continuas, la mayoría dispuestas en una dirección. El compuesto moldeado por inyección, que está reforzado con fibras de vidrio cortas, también tiene una base de polipropileno. “Dado que la matriz de unión y el material moldeado por inyección coinciden, esto crea una unión muy fuerte entre ellos. Junto con la alta rigidez específica del compuesto, esto conduce a ganancias tanto en resistencia como en rigidez ”, dijo Maas.
Otro beneficio del producto semiacabado compuesto es que es resistente a la corrosión, lo que facilita el transporte y el almacenamiento que en el caso de las bobinas metálicas. Las características eléctricas del material estructural también juegan un papel clave. “Es eléctricamente aislante para el cuerpo y los componentes metálicos de la batería, lo que reduce significativamente el riesgo de cortocircuitos. Un componente hecho de metal requeriría medidas adicionales para protegerlo contra cortocircuitos ”, dijo Schrapp.
