3 conclusiones clave del Engineering MForo de Materiales de Ingeniería 2024
Durante el Engineering Materials Forum de Envalior el 27 de junio, los asistentes a este foro online gratuito pudieron conocer mejores prácticas y debates inspiradores sobre materiales de ingeniería y aplicaciones. El foro presentó 15 sesiones impartidas por expertos, aportando una amplia experiencia para ingenieros y diseñadores interesados en movilidad del futuro, electrónica, fabricación, ciencia de materiales o diseño de productos.
Durante el Engineering Materials Forum de Envalior celebrado el mes pasado, los asistentes a este foro virtual participaron en el intercambio de mejores prácticas y discusiones inspiradoras sobre materiales de ingeniería y sus aplicaciones. Este foro virtual gratuito de un día completo presentó 15 sesiones lideradas por expertos, proporcionando una amplia gama de conocimientos técnicos para ingenieros y diseñadores interesados en movilidad futura, electrónica, manufactura, ciencia de materiales o diseño de producto. El foro destacó cómo los materiales de ingeniería están abriendo el camino hacia resultados más sostenibles y de mayor impacto en diversas aplicaciones.
Tras una sesión inaugural con la participación del CEO de Envalior, Calum Maclean, el Vice President of Research and Development Krijn Dijkstra y el Director of Sustainability Günter Margraf, los asistentes al foro virtual eligieron entre dos módulos que cubrían los temas más relevantes en materiales de ingeniería. Módulo 1 incluía temas sobre ciencia y servicios, mientras que la Pista 2 abarcó innovaciones y aplicaciones.
Cómo seleccionar los mejores materiales cuando el PTFE ya no está disponible
Durante la sesión “Soluciones sin PTFE para componentes de tribología”, Marta Bach, Business Development Manager de Envalior, y Adnan Hasanovic, Advanced Application Development Manager, explicaron que organismos reguladores como la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas están considerando restricciones sobre el uso de PTFE, utilizado comúnmente para reducir el desgaste y la fricción en aplicaciones tribológicas. Estas restricciones para el PTFE pueden no limitarse únicamente a los polímeros, sino que también podrían aplicarse a grasas y aceites industriales que contienen PTFE.
Existe una alta demanda de materiales alternativos, y Bach y Hasanovic abordaron cómo realizar la mejor selección de materiales cuando el PTFE no puede emplearse. Por ejemplo, Stanyl® de Envalior permite que algunas aplicaciones cumplan con los requisitos de desempeño en desgaste y fricción sin PTFE en aplicaciones tribológicas exigentes, como guías de cadena y correa, engranajes, jaulas de rodamientos y cojinetes de deslizamiento/bujes.
En sistemas de distribución del motor en automoción, Stanyl® HGR3-W proporciona la menor fricción y la mínima pérdida de potencia parásita tanto en sistemas motrices de combustión interna como híbridos, mientras que Stanyl® TW341 y Stanyl® TW441 a menudo ofrecen el menor desgaste y la mejor durabilidad. Los tres tipos son libres de PTFE.
Las investigaciones de Envalior también demostraron que Stanyl® sin PTFE resiste mejor el calor por fricción y el desgaste que las alternativas que contienen PTFE, como PA66, POM y PPAs. Stanyl® también mostró un rendimiento destacado cuando se utiliza con grasas lubricantes libres de PTFE, lo que permite una solución completamente libre de PFAS a nivel de sistema.
Stanyl PA46 es la poliamida de mayor temperatura disponible en el mercado, con un elevado potencial para cumplir con rrequisitos de rendimiento en muchas aplicaciones sin el uso de PTFE,” concluyeron Bach y Hasanovic.
Materiales que protegerán las celdas de batería y aumentarán la seguridad general del vehículo
En lo referente a la selección adecuada de materiales para el diseño de componentes plásticos en un sistema de batería, Julian Haspel, experto en desarrollo avanzado (new mobility), indicó que los plásticos de ingeniería ofrecen ventajas en costes, funcionalidad y excelentes propiedades eléctricas.
En su sesión, “Guiando la selección de materiales para piezas plásticas de sistemas de batería”, Haspel exploró las principales áreas de aplicación de los sistemas de batería: componentes estructurales, gestión térmica, sistema de carga y componentes HV.
Comentó que los componentes de carcasa fabricados con Envalior retardante de llamaPA6 Durethan®ofrecen una solución rentable para proteger las celdas de batería, a la vez que minimizan la cantidad de piezas, simplifican el proceso de montaje y reducen el peso.
En cuanto a los componentes estructurales, Haspel recomendó seleccionar grados con retardante de llama solo si son absolutamente necesarios y ser cauteloso al elegir la clasificación UL94 adecuada.
“Las recetas modernas FR—dependiendo de las propiedades—presentan un rendimiento similar al de los materiales no FR,” señaló Haspel.
Para los sistemas de gestión térmica, Haspel observó que si bien la refrigeración indirecta mediante agua-glicol sigue siendo el estándar actual, la tendencia se dirige hacia la refrigeración directa por inmersión en fluido dieléctrico.
“La compatibilidad comprobada entre el plástico y el fluido dieléctrico es crucial para la función y la seguridad durante toda la vida útil del vehículo“, destacó Haspel. “El portafolio de productos de Envalior muestra buena compatibilidad con los fluidos dieléctricos: la resistencia al impacto, rigidez, fuerza y estabilidad dimensional permanecen en un nivel muy elevado, la comparatilos índices de seguimiento y las resistividades no se ven afectados, y los compuestos con un sistema retardante de llama mantienen su clasificación UL original.
Cómo los datos pueden ayudar a orientar los diseños de ingeniería de alta tensión
En la sesión, "Resistividad eléctrica y resistencia al voltaje de ruptura de poliamidas, poliésteres y PPS", Rob Janssen, principal scientist, functional material properties, Envalior, presentó datos sobre la resistividad volumétrica y la resistencia dieléctrica a la ruptura de termoplásticos, y cómo la resistividad volumétrica de un termoplástico controla sus propiedades de ruptura a alto voltaje.
Janssen explicó que la PA, el PBT y el PPS, todos ellos polímeros semicristalinos, poseen una fase amorfa caracterizada por una temperatura de transición vítreo-elástica. Por encima de esta temperatura, cuando el polímero se encuentra en estado elástico, una pequeña corriente fluirá al aplicar un voltaje de corriente continua. El campo eléctrico impulsa este transporte de portadores de carga.
"El movimiento de los portadores de carga es más restrictivo en la fase vítrea y menos restrictivo en la fase elástica; por lo tanto, la corriente es mayor en la fase elástica", afirmó Janssen.
Añadió que la resistividad depende de la temperatura, la humedad relativa y la frecuencia del voltaje aplicado. El PBT y el PPS presentan un comportamiento eléctrico muy consistente y robusto, independientemente de las condiciones ambientales, señaló Janssen.
"El rendimiento eléctrico de las poliamidas disminuye por encima de la temperatura de transición vítreo-elástica, pero los valores de resistividad y los límites inferiores de la resistencia dieléctrica (a 85C/85%HR) están bien caracterizados. Por lo tanto, estos datos pueden utilizarse para orientar sus diseños de ingeniería de alta tensión", indicó Janssen.
Entre otros temas abordados en el foro se incluyeron: "Soluciones de materiales para la transformaciónIndustria de climatización residencial,” “Seguridad en el diseño de piezas automotrices: Tarjetas de materiales CAE para simulaciones de choque,” “Exploración de tecnologías avanzadas de soldadura para materiales de ingeniería,” y “Materiales de ingeniería para un rendimiento superior en NVH.”
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