Cómo reducir el riesgo de grietas por esfuerzo en piezas metálicas sobremoldeadas con PBT

Los ingenieros suelen optar por PBT (polibutileno tereftalato) en muchas aplicaciones eléctricas de alto rendimiento debido a que presentasus propiedades consistentemente altas de aislamiento eléctrico que son independientes de la temperatura. Los componentes metálicos a menudo se sobremoldean con PBT. Si los componentes resultantes, como barras colectoras (busbars), carcasas o marcos, están frecuentemente expuestos a cambios bruscos de temperatura durante su uso, el "matrimonio" entre el metal y el plástico presenta problemas. Esto se debe a que las tasas de expansión térmica muy diferentes de los dos materiales aumentan el riesgo de fisuras por tensión en las zonas donde están en contacto estrecho. Y eEstas grietas pueden provocar defectos en conjuntos completos, lo que requeriría reparaciones costosas, por ejemplo, en vehículos eléctricos. Como bien sabe, estos problemas pueden comprometer la fiabilidad a largo plazo e incrementar los costes totales del sistema a lo largo de su vida útil.

Una alta elongación a la rotura garantiza una "unión material" estable

Para ayudarle a resolver este tipo de problemas, nuestros expertos en materiales han desarrollado grados de PBT que ofrecen una alta elongación a la rotura y que, por lo tanto, pueden adaptarse a la expansión térmica sin agrietarse ni romperse. Esta capacilidad le ayuda a evitar fallos prematuros de componentes y mejorar la durabilidad en ambientes térmicos exigentes.

Un ejemplo de este tipo de material es Pocan® B3233XHR. Este compuesto para moldeo por inyección presenta un alargamiento a la rotura muy elevado de 3,6% y es el material preferido para el bastidor de montaje de un inversor utilizado en transmisiones de doble embrague con motores eléctricos integrados.

La integración del motor eléctrico mild hybrid en la transmisión de doble embrague proporciona la ventaja de que el sistema de propulsión eléctrica apoadmite todos los modos de conducción, ya sea al arrancar, en marcha atrás o acelerando en autopista. Esto se traduce en un ahorro de combustible de hasta un 15%. Para los OEMs y conductores, esto significa un rendimiento más suave y un ahorro de combustible significativo de hasta un 15%. Las transmisiones se instalan en vehículos mild hybrid de varios fabricantes de automóviles.

Resultados excelentes en pruebas de choque térmico

El bastidor de montaje integra, entre otros elementos, barras colectoras (busbars) que atraviesan todo el componente y pines para el contacto eléctrico, y cúpulas roscadas para la fijación del marco y la placa de circuito. La gran cantidad de estos componentes metálicos sobremoldeados y el alto riesgo de fisuración por tensión que generan hicieron necesario el uso de Pocan® B3233XHR como material para moldeo por inyección.

La sobresaliente elongación a la rotura del compuesto apenas se reduce incluso después de numerosos ciclos térmicos, ya que presenta una alta resistencia tanto a la hidrólisis como al envejecimiento térmico. Ambos factores evitan que el material plástico se vuelva quebradizo, lo que garantiza una alta fiabilidad funcionalfiabilidad del componente y propiedades eléctricas consistentemente buenas. Hemos probado exhaustivamente este comportamiento del material mediante ensayos de choque térmico. Para ello, prototipos de componentes fueron sometidos a numerosos ciclos de cambios abruptos y severos de temperatura. Las pruebas demostraron que el marco es capaz de soportar estas condiciones extremas de operación. Esto le da la confianza de que el material tiene un rendimiento fiable en condiciones reales de uso.

Difícil de superar: clasificación clase 5 según SAE/USCAR lonprueba de hidrólisis a largo plazo

La excelente resistencia a la hidrólisis de Pocan® B3233XHR (Xtreme Hydrolysis Resistant) en ambientes cálidos y húmedos ha sido confirmada en ensayos de probetas basados en los rigurosos ensayos a largo plazo SAE/USCAR-2 Rev. 7 de la Sociedad de Ingenieros de Automoción de EE. UU. (SAE). El compuesto alcanzó la máxima clasificación, Clase 5. También investigamos la resistencia a largo plazo del termoplástico en aire caliente. Su tenacidad al impacto se mantuvo prácticamente sin cambios después de 3.000 horas de almacenamiento en aire caliente a 150 °C.

Optimizado para un procesamiento seguro, fiable y delicado

Las buenas propiedades de procesado del material también ofrecen ventajas. Brinda aproximadamente un 30 % mejor fluidez de fusión que un PBT estándar con el mismo contenido de fibra de vidrio, ofreciendo un rendimiento comparable a los grados líderes de la gama de productos altamente fluidos Pocan® XtremeFlow. Con sus excelentes características de fluidez, el compuesto puede procesarse a presiones de inyección más bajas. Esto mantiene los insertos metálicos firmemente en su lugar, proporcionando precisos y resultados fiables en la producción en serie.

Fiable gracias a un rendimiento eléctrico constantemente alto

Otra ventaja de nuestro material de ingeniería PBT reforzado con un 30% de fibras de vidrio en peso es su alta estabilidad dimensional. Esto facilita la producción de componentes dimensionalmente precisos con tolerancias ajustadas y reduce la expansión térmica ante variaciones de temperatura. Debido a su baja absorción de agua, el alto nivel de propiedades eléctricas, como la elevada rigidez dieléctrica y La resistencia al tracking, típica del PBT, no está sujeta a fluctuaciones. Además, el compuesto tiene poca tendencia a causar corrosión electroquímica cuando está en contacto con componentes metálicos.

Ajuste preciso: amplia gama de Pocan® XHR

Existe un buen potencial de aplicación para Pocan® B3233XHR y otras variantes de la familia de productos XHR en el sistema de propulsión de vehículos eléctricos. Estamos considerando, por ejemplo, una amplia variedad de carcasas para unidades de control, conectores, barras colectoras y estatores sobremoldeados. La gama de productos XHRIncluye compuestos sin carga y compuestos reforzados con hasta un 30% de fibra de vidrio corta, variantes retardantes de llama y un producto con alta resistencia al tracking de 600 voltios (CTI A). Este amplio portafolio le permite seleccionar exactamente el grado adecuado según sus necesidades de rendimiento, seguridad y procesabilidad.

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