Tepex refuerza el demostrador del reposacabezas del asiento para niños

Los materiales compuestos termoplásticos reforzados con fibra continua Tepex de LANXESS (Pittsburgh, Pensilvania, EE. UU.) Han mostrado potencial para una variedad de aplicaciones automotrices:las CW ha cubierto recientemente incluyen soporte para un pilar A automotriz híbrido de metal compuesto, una carcasa de asiento trasero automotriz y un demostrador de apoyabrazos en la consola central. Un estudio de caso reciente de la compañía agrega la construcción liviana de componentes de seguridad estructural a la lista.

LANXESS desarrolló recientemente un reposacabezas de asiento para niños como demostración de tecnología para ilustrar las oportunidades de los materiales en este mercado. El componente se produce en un proceso de moldeo por inyección de compuesto de espuma y partículas (PCIM).

“El inserto hecho de Tepex puede reducir el peso del reposacabezas hasta en un 30% en comparación con la variante de componentes producida comercialmente, y también con un rendimiento de choque comparablemente bueno. También simplifica el proceso de producción ”, dice el Dr. Klaus Vonberg, de Tepex Automotive Group en LANXESS. Tepex es desarrollado y producido por Bond-Laminates GmbH, subsidiaria de LANXESS (Brilon, Alemania).

El demostrador es el resultado de un proyecto de investigación transnacional financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania como parte del Programa Central de Innovación para Pequeñas y Medianas Empresas (PYME) (acrónimo en alemán:ZIM). En este programa participan el Departamento de Estructuras Ligeras y Tecnología de Polímeros (SLK) de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, Polycomb GmbH (Auengrund, Alemania) y el fabricante de asientos para niños Avionaut (Szarlejka, Polonia).

Para el reposacabezas, los socios del proyecto desarrollaron un proceso de producción alternativo basado en PCIM. Para reforzar el reposacabezas en lugares individuales y reducir el peso, utilizaron un inserto personalizado de Tepex dynalite 104-FG290 (4) / 47%. Este es un material compuesto a base de polipropileno que se refuerza con dos capas de mechas continuas de fibra de vidrio. El inserto se forma en una sola operación de proceso utilizando una herramienta de moldeo por inyección con placa giratoria y se inyecta por detrás con un compuesto de polipropileno reforzado con fibra de vidrio corta para integrar la estructura de soporte para el reposacabezas y el respaldo. Luego, el inserto prefabricado se vuelve a aplicar espuma en una segunda herramienta utilizando espuma de partículas a base de polipropileno expandido (EPP).

El reposacabezas de referencia, por el contrario, se produce actualmente en serie utilizando múltiples componentes individuales, según LANXESS. La estructura de soporte consta de polipropileno reforzado con fibra de vidrio larga. Se ensambla con un componente de EPP espumado por separado utilizando cuatro pasadores de soporte de polipropileno.

“El nuevo proceso de producción altamente integrado no solo es más eficiente energéticamente que el procedimiento anterior, sino que también da como resultado directamente el componente terminado. Esto reduce la cantidad total de piezas de seis a una, lo que también reduce los costos de producción en términos de logística y el gasto de maquinaria requerido ”, dice Norbert Schramm, asistente científico de la Universidad Tecnológica de Chemnitz y director del proyecto ZIM allí.

El ahorro de peso con la versión actual del componente del reposacabezas con fibra de vidrio es de aproximadamente un 26%, aunque los participantes del proyecto señalan la posibilidad de más. Según Schramm, "si se utiliza un refuerzo a base de fibras de carbono en el producto semiacabado compuesto y en el material de moldeo por inyección, el resultado es un ensamblaje que es casi un 30% más ligero".

Para el proyecto, SLK eligió los materiales, analizó la adherencia del composite, diseñó la estructura y llevó a cabo la optimización de la topología. Polycomb lideró el desarrollo e implementación del diseño del demostrador, producción de prototipos y optimización del concepto del sistema. Avionaut analizó las áreas de transmisión de fuerza, desarrolló el diseño y examinó el comportamiento de choque del reposacabezas y todo el asiento en pruebas de colisión realistas, por ejemplo. LANXESS ayudó a los socios del proyecto a elegir los materiales y también ayudó con tareas como el desarrollo del proceso de moldeo híbrido.

LANXESS ve potencial para Tepex y el nuevo proceso en la producción de portabebés, respaldos y apoyabrazos, así como carcasas para asientos para conceptos de asientos nuevos y altamente complejos en autos autónomos o para asientos de confort para lanzaderas, autobuses VIP y familiares y vehículos eléctricos.