La democratización de los composites

He escrito en un blog sobre los materiales termoplásticos reforzados con fibra continua Maezio (CFRTP) de Covestro y su aplicación en los aires acondicionados Casarte de gama alta de Haier. Maezio se está utilizando ahora en la zapatilla de correr de edición limitada de la marca china de ropa deportiva Bmai.

"Covestro ha tenido una sede global en Shanghai desde 2011", dice David Hartmann, vicepresidente senior de empresas de crecimiento de Covestro que reside en Shanghai. "Después de la recesión mundial, nos dimos cuenta de que China era el mercado único más grande para nuestros productos y, como tal, no sería posible desarrollar nuestro negocio aquí mientras se mantuviera una sede solo en Europa". Por lo tanto, explica, Covestro tiene sus bases bien establecidas en Alemania y los EE. UU., Pero el centro de gravedad de los compuestos termoplásticos de Maezio está muy fuertemente en Asia.

El diseñador principal de Bmai, Axis Liu, trabaja con Covestro miembros del equipo en el Centro de Experiencia de Innovación APAC de Covestro en Shanghai. FUENTE | Covestro.

China primero

“Vemos que el desarrollo más innovador y emocionante para los bienes de consumo se encuentra en China”, continúa Hartmann. “Una de las razones de esto es que los consumidores chinos son muy indulgentes. Están dispuestos a probar nuevas tecnologías y luego pasar a la siguiente iteración. Si puede mantenerse al día con la velocidad de iteración, entonces es fácil encontrar nuevas oportunidades ".

Aunque las asociaciones y el trabajo a lo largo de la cadena de suministro siempre han sido clave para los proveedores de materiales, en DuPont, trabajamos con nuestros clientes directos de papel Nomex, los principales fabricantes, así como los fabricantes de paneles y Boeing / Airbus:el enfoque de Covestro en China es un paso adelante. “En nuestra asociación con Bmai, estábamos discutiendo y enviando información de diseño entre 2 y 3 veces al día a través de aplicaciones de comunicación digital. Y es importante enviar un mensaje no solo de dónde tiene éxito, sino también de dónde falla. Esto es muy atípico de lo que es estándar en Europa y EE. UU. ”

Otro enfoque atípico es tomar muestras del mercado chino directamente a través de la plataforma 1688.com de Alibaba, el mercado digital de empresa a empresa más grande de China. “Este no es solo un punto de venta”, dice Hartmann. "Estamos haciendo que nuestros productos sean más accesibles, lo que facilita que los clientes prueben el material y ayuda a impulsar la adopción de compuestos termoplásticos". Se ofrece un carrete de 1 kg / 33 m de cinta unidireccional de fibra de carbono / policarbonato de 120 mm de ancho por 488 yuanes. Aunque este es el único producto de Maezio en 1688.com, Covestro también ha comercializado láminas en tamaños a medida y cintas en anchos de 120-730 mm, así como alternativas de tejido 3k.

Rendimiento para todos

Una de las razones de este nuevo nivel de asociación es que los compuestos son muy adaptables o, como prefiere Covestro, sintonizables . “Cuando hacemos una entresuela, ajustamos con precisión la rigidez en una dirección y la flexibilidad en otra”, dice Hartmann. “Para cada cliente / socio con el que estamos trabajando en calzado, y hay varios de ellos, estamos diseñando una envolvente de rendimiento ligeramente diferente en función de lo que quieren que logre ese zapato. Con los compuestos termoplásticos, puede hacer esto a gran escala ".

Señala que Covestro ha estado en zapatos durante mucho tiempo con una variedad de materiales, y que los compuestos termoendurecibles se remontan a la década de 1980. “Nike los usaba en las suelas y las suelas, pero en su mayoría estaban ahí para lucirse”, recuerda Harmann. “Y luego vino el Nike Vaporfly 4%, donde diseñaron un zapato para ayudar a romper la barrera del maratón de 2 horas. Al correr, no hay nada entre tú y la carretera, excepto el zapato. Nike afirmó que el uso de compuestos y otra tecnología en ese zapato devolvió el 4% de la energía del corredor a él o ella. Ahora tienen datos suficientes para demostrar que los corredores con este calzado obtienen hasta un 4% de ventaja ".

Pero Bmai y Covestro no quieren ayudar solo a los atletas de élite a acceder a este tipo de ventaja de rendimiento. “Aquí es donde Bmai y nuestro grupo en Maezio se conectan”, dice Hartmann. "Bmai es una empresa inusual", añade la experta en productos globales de Covestro, Cholthee Chandrachoti. “Se separaron de la marca atlética más importante de China, pero se establecieron casi como una contracultura. (NOTA:Bmai traducido al inglés significa "sé tú mismo"). Están ubicados en el medio del parque recreativo más grande de Beijing y cada empleado tiene un objetivo de carrera. Están muy comprometidos con hacer que el rendimiento atlético esté abierto a todos, enfatizando que todos tienen derecho a ayudarse a sí mismos para correr más rápido y lograr lo mejor ". Agrega que en China ahora hay más de 1,000 maratones cada año.

Los bocetos del diseñador de zapatos Brett Golliff muestran la compleja funcionalidad buscado tanto en diseños como en materiales (ver fibra de carbono en la imagen central), así como un vistazo a lo diferentes que pueden ser los zapatos en el futuro, a la derecha.
FUENTE | Coroflot.com (izquierda, centro) y (derecha) originalmente de Complex.com (ya no está disponible) pero actualmente se publica en Sohu.com y museafrica.com.

Cambio de las aplicaciones de consumo tradicionales

Esta idea de democratizar el rendimiento deportivo es intrigante. “Ya hemos recibido solicitudes de clientes con respecto a soluciones diseñadas para mujeres, como tacones altos de mayor rendimiento”, dice Chandrachoti. “Necesitan flexibilidad para el antepié, pero más rigidez en el arco y luego aún más apoyo a medida que te mueves hacia el talón. Sin embargo, los fabricantes no quieren muchos materiales y piezas diferentes para ensamblar. Quieren una parte. Podemos habilitar esto con Maezio ".

Hartmann enumera una variedad de componentes potenciales del calzado que incluyen entresuelas, punteras, empeines y suelas. “La entresuela está entre el cojín en la parte superior y la suela exterior”, explica. "Los diseñadores de calzado están tratando de encontrar un material muy denso para sostener el zapato, pero también contribuyen con funciones como la amortiguación y la durabilidad". Chandrachoti agrega la pronación como otra función clave, que afecta la salud ortopédica, la estabilidad y el control durante el ejercicio. La pronación es el movimiento de lado a lado del pie al caminar o correr. Si más pronación - es decir, su pie rueda hacia adentro más de lo normal, entonces su zapato debería ayudar a distribuir el impacto de manera uniforme y agregar estabilidad. Si bajo pronación - es decir, su pie rueda hacia adentro menos de lo normal, entonces su zapato debe proporcionar más amortiguación para absorber la fuerza vertical adicional y el impacto. “Los fabricantes de calzado quieren aumentar la rigidez, la amortiguación y / o la flexibilidad para una acción o perfil de uso específico”, explica. “Esta capacidad de ajuste se ha visto limitada por los materiales convencionales y el peso de estos materiales también debe reducirse. Los compuestos termoplásticos ofrecen una solución a ambos problemas ”.

Muestras de material Maezio para la puntera, la caña y la entresuela de los zapatos. FUENTE | Covestro.

Esta fue la primera incursión de Bmai en materiales compuestos termoplásticos y una especie de caso de prueba. “Su objetivo es mantener el precio asequible. Bmai no tiene muchas tiendas minoristas:el 70% de sus ventas se realizan en línea. Las pocas tiendas que tienen se denominan "centros de experiencia" y ofrecen educación a los clientes sobre sus productos ". Debido a que Bmai no gasta mucho dinero en anuncios o marketing de alto precio, el precio promedio de un par de sus zapatos es inferior a $ 100.

Opciones de matriz y sostenibilidad

El policarbonato (PC) es el primer material comercializado para los productos Maezio porque Covestro tiene una amplia experiencia y capacidad aquí. “La solución para Bmai fue PC, pero estamos evaluando una variedad de materiales para zapatos”, dice Chandrachoti. "Tenemos diez materiales diferentes en prueba, incluido el poliuretano termoplástico (TPU)".

Con respecto a la reciclabilidad, Hartmann dice que para 2024, la UE quiere prohibir los plásticos de un solo uso. “Ya tenemos grados reciclados de PC en el mercado y lo estamos buscando para Maezio, pero necesitamos socios iniciales que quieran desarrollar esto. No podemos hacerlo solos porque involucra a toda la cadena de valor ”. Afirma que los compuestos termoplásticos tienen el potencial de ser más sostenibles que los termoendurecibles porque la chatarra se astilla y se vuelve a moldear o se convierte en compuestos de moldeo por inyección. “El reciclaje de ciclo cerrado para Maezio requeriría la construcción de una cadena de valor dedicada”, señala Hartmann. “Pero hemos hecho exactamente eso en nuestro trabajo con Haier. Durante ocho meses, nuestro equipo técnico accedió a una gran cantidad de socios en China para que ese programa funcionara. Pero ese tipo de asociación y sostenibilidad son el futuro para las industrias de compuestos químicos y compuestos ”.

Otras aplicaciones e industrias

Hartmann considera que Maezio ofrece soluciones ligeras para una amplia gama de aplicaciones. "Tenemos una serie de programas automotrices comerciales activos en marcha y actualmente estamos hablando con la mayoría de los principales fabricantes de computadoras portátiles". Él dice que la industria de las computadoras portátiles quiere "más delgada y liviana", pero la cubierta exterior debe ser lo suficientemente rígida para proteger los componentes electrónicos. Los fabricantes han utilizado tradicionalmente aleaciones de magnesio para la superficie exterior de las computadoras portátiles comerciales, pero ha habido problemas con la cadena de suministro y Maezio ofrece una flexibilidad de diseño interesante que incluye varios acabados de superficie.

Los paquetes de baterías y el equipaje son otras aplicaciones en desarrollo. “Para el equipaje, nuestro material tiene una estética, funcionalidad y ligereza únicas”, dice Hartmann. “Y hemos logrado resolver los problemas con la formación de estructuras de embutición profunda. Las esquinas, llamadas esquinas de maleta, son bastante difíciles. Cuando lo logramos, realmente sentimos una sensación de logro y también mostramos nuestra capacidad para satisfacer las necesidades de la industria ". Esta formabilidad también está ayudando al desarrollo de Maezio en bicicletas y otros artículos deportivos.

Alto rendimiento, alto volumen, bajo precio?

Es interesante que todos los programas de desarrollo actuales de Maezio sean para bienes de consumo producidos en volúmenes relativamente altos. “En el caso de piezas pequeñas, como la plantilla de un zapato o la funda de una computadora portátil, se obtienen millones de volúmenes anuales”, dice Hartmann. “Aquí es donde entran en juego las ventajas de los compuestos termoplásticos. Con termoendurecibles, este volumen fue muy difícil. Con nuestros materiales, no es un problema ". ¿Por qué no? Debido a los ciclos de moldeo rápidos posibles, generalmente medidos en 1-2 minutos, hasta segundos. “Aún así, al ser una nueva empresa, sentimos que nuestro trabajo es aprender sobre estas industrias y mercados para comprender mejor lo que necesitan y lo que debemos hacer para cumplir con sus requisitos”.

Hartmann dice que el significado de "Hecho en China" está cambiando. “Hay un fetiche del diseño aquí que es muy fuerte, pero va acompañado de un deseo de democratización. El objetivo es que todos tengan acceso al estilo y al rendimiento ". Cita al fabricante chino de productos electrónicos Xiaomi como un buen ejemplo. “Son conocidos por producir productos electrónicos de alta calidad, pero a un precio más bajo”, explica. “Se han comprometido a tomar solo un margen de beneficio del 5% y apuntan a una gran población de clientes. Con Maezio, Covestro CFRTP está en sintonía con esta evolución de mercado y producto. Estamos permitiendo que las personas experimenten las ventajas de diseño, rendimiento y estilo de vida que ofrecen los compuestos, pero sin una etiqueta de precio de Lamborghini ".