Inserto compuesto como refuerzo estructural para pilares A

El pilar A híbrido 3D se extiende hacia arriba desde el panel basculante del vehículo, acomoda las bisagras de las puertas y mantiene el parabrisas en su lugar en el lateral. Fuente | LANXESS AG

El Porsche (Stuttgart, Alemania) 911 Cabriolet que se lanzó este año es el primer vehículo fabricado con un pilar A ligero híbrido compuesto de metal diseñado para su uso en convertibles y roadsters.

El pilar híbrido de metal compuesto contiene un inserto hecho de acero de alta resistencia, soportado en el interior por una pieza en bruto formada de LANXESS a base de poliamida 6 (Pittsburgh, Pensilvania, EE. UU.) Tepex dynalite 102-RG600 (6) / 47% continuo compuesto termoplástico reforzado con fibra, y por una estructura estriada de poliamida 66, Durethan AKV30H2.0 relleno de fibra de vidrio corta a base de poliamida. Esta estructura está unida por fricción con espuma estructural L-5235 desarrollada por L&L Products (Romeo, Michigan, EE. UU.). LANXESS dice que su línea Tepex de materiales compuestos termoplásticos es particularmente adecuada para componentes estructurales en automóviles de pasajeros, con sus estrictos requisitos de seguridad.

La resistencia y rigidez del inserto híbrido asegura que el pilar A sea tan bueno para resistir vuelcos como los diseños anteriores con tubos de acero de alta resistencia. Sin embargo, es 5 kilogramos más ligero. La reducción de peso se logra en el área de "efecto invernadero" del vehículo, lo que reduce el centro de gravedad del automóvil y, por lo tanto, mejora la dinámica del vehículo.

“El excelente rendimiento mecánico del pilar A híbrido demuestra que los insertos híbridos basados ​​en chapa de acero, blanks de Tepex, poliamida 6 o poliamida 66 variaciones de Durethan como material de retroinyección y en una espuma estructural como la L-5235 también ofrecen una considerable potencial para su uso en el diseño de carrocerías de vehículos ligeros estructurales. Eso se aplica en particular a los vehículos eléctricos, ya que sus baterías pesadas les confieren una gran masa de impacto ”, explica Henrik Plaggenborg, director de Tepex Automotive en la unidad de negocio de materiales de alto rendimiento de LANXESS (HPM). “La reducción de peso también amplía la autonomía de los vehículos eléctricos que utilizan esta tecnología”.

Otras aplicaciones potenciales para los elementos compuestos híbridos incluyen el refuerzo de travesaños y largueros, pilares B y C, piezas de batería que soportan carga o componentes de puertas que son críticos para la seguridad.

Los elementos compuestos híbridos fueron desarrollados y fabricados por L&L Products en su planta de Estrasburgo, Francia. El primer paso en la fabricación de los elementos de refuerzo consiste en formar y sobremoldear los espacios en blanco de Tepex en una sola operación utilizando la tecnología de moldeo híbrido. El componente compuesto resultante se recubre luego con un sistema de unión de espuma a base de epoxi que se expande en respuesta al calor. La pieza recubierta se monta en el cuerpo y pasa con ella por el proceso de recubrimiento por inmersión catódica (KTL). Las altas temperaturas del proceso KTL hacen que la espuma estructural se expanda y se adhiera con la chapa de acero de alta resistencia, que también se fija a la carcasa del pilar A, para producir el inserto híbrido de refuerzo. Este último paso tiene lugar en un proceso de fabricación totalmente automatizado que fue desarrollado por Porsche y está sujeto a un control de calidad continuo.

El proceso de desarrollo del inserto y del pilar A fue respaldado por la operación de servicio al cliente HiAnt de LANXESS. “Los servicios incluyeron la simulación de la formación (drapeado) de los espacios en blanco de Tepex, la simulación del llenado para la retroinyección y el cálculo del alabeo. También determinamos las características del material para simular el comportamiento mecánico del pilar A y pusimos estas figuras a disposición de Porsche ”, dice Jean-Marie Olivé, experto en desarrollo de aplicaciones en HPM.