3 Principais Conclusões do Engineering MFórum de Materiais 2024
Durante o Engineering Materials Forum da Envalior, realizado a 27 de junho, os participantes deste fórum online gratuito tiveram acesso a boas práticas e discussões inspiradoras sobre materiais de engenharia e aplicações. O fórum contou com 15 sessões conduzidas por especialistas, oferecendo uma vasta experiência para engenheiros e projetistas interessados em mobilidade do futuro, eletrónica, manufatura, ciência de materiais ou design de produto.
Durante o Fórum de Engineering Materials da Envalior realizado no mês passado, os participantes deste fórum online beneficiaram das melhores práticas e de debates inspiradores sobre materiais de engenharia e aplicações. Este evento virtual de acesso livre, com duração de um dia completo, contou com 15 sessões conduzidas por especialistas, proporcionando uma vasta partilha de conhecimentos para engenheiros e projetistas interessados em mobilidade do futuro, eletrónica, manufatura, ciência de materiais ou design de produto. O fórum destacou de que forma os materiais de engenharia estão a abrir caminho para soluções mais sustentáveis e com maior impacto em diversas aplicações.
Após uma sessão de abertura com a presença do CEO da Envalior Calum Maclean, do Vice President of Research and Development Krijn Dijkstra e do Director of Sustainability Günter Margraf, os participantes do fórum virtual puderam escolher entre dois percursos que abordaram os temas mais atuais em materiais de engenharia Percurso 1 os tópicos incluíram ciência e serviços, enquanto a Track 2 abordou inovações e aplicações.
Como selecionar os melhores materiais quando o PTFE já não está disponível
Durante a sessão “Soluções Sem PTFE para Componentes de Tribologia”, Marta Bach, Business Development Manager da Envalior, e Adnan Hasanovic, Advanced Application Development Manager, explicaram que entidades reguladoras como a European Chemicals Agency estão a considerar restrições ao uso de PTFE, que é amplamente utilizado para reduzir o desgaste e o atrito em aplicações de tribologia. As restrições ao PTFE podem não se limitar apenas aos plásticos, podendo também abranger massas lubrificantes e óleos industriais que contenham PTFE.
Existe uma procura significativa por materiais alternativos, e Bach e Hasanovic abordaram como efetuar as melhores escolhas de materiais quando o PTFE não pode ser utilizado. Por exemplo, Stanyl® da Envalior permite que determinadas aplicações cumpram os requisitos de desempenho em desgaste e atrito, sem recurso a PTFE, em utilizações exigentes de tribologia, como guias de corrente e correia, engrenagens, gaiolas de rolamentos e casquilhos/deslizantes.
Em sistemas de distribuição automóvel, Stanyl® HGR3-W proporciona o menor atrito e menor perda de potência parasita tanto em grupos propulsores ICE como híbridos, enquanto Stanyl® TW341 e Stanyl® TW441 oferecem frequentemente o menor desgaste e a melhor durabilidade. Todas as três variantes são isentas de PTFE.
A investigação da Envalior demonstrou também que Stanyl® sem PTFE resiste melhor ao calor de fricção e ao desgaste do que as alternativas que contêm PTFE, como PA66, POM e PPAs. Stanyl® revelou igualmente bom desempenho quando utilizado com massas lubrificantes isentas de PTFE, tornando possível uma solução totalmente livre de PFAS ao nível do sistema.
Stanyl PA46 é a poliamida de maior temperatura disponível no mercado, com forte potencial para cumprir pnecessidades de desempenho em muitas aplicações sem a utilização de PTFE”, concluíram Bach e Hasanovic.
Materiais que protegem as células da bateria e aumentam a segurança geral do veículo
No que diz respeito à seleção dos materiais adequados ao conceber componentes plásticos para um sistema de baterias, Julian Haspel, especialista em desenvolvimento avançado, nova mobilidade, referiu que os plásticos de engenharia oferecem atratividade em termos de custo, funcionalidade e excelentes propriedades elétricas.
Na sua sessão, “Navegação na Seleção de Materiais para Componentes Plásticos de Sistemas de Baterias”, Haspel analisou as principais áreas de aplicação dos sistemas de baterias: componentes estruturais, gestão térmica, sistema de carregamento e componentes HV.
Referiu que os componentes de invólucro fabricados com Envalior resistente à chamaPA6 Durethan® oferecem uma solução económica para proteção das células da bateria, reduzindo o número de componentes, simplificando o processo de montagem e diminuindo o peso.
Para componentes estruturais, Haspel recomendou selecionar apenas graus retardadores de chama caso sejam absolutamente necessários, assegurando a correta escolha da classificação UL94.
“As formulações FR modernas—dependendo das propriedades—apresentam desempenho semelhante aos materiais não FR,” afirmou Haspel.
Para sistemas de gestão térmica, Haspel apontou que, embora o arrefecimento indireto com água-glicol continue a ser o estado da arte atual, a tendência aponta para um arrefecimento direto por imersão em fluido dielétrico.
“A comprovada compatibilidade entre o plástico e o fluido dielétrico é crucial para o funcionamento e a segurança durante todo o tempo de vida útil do veículo,“ afirmou Haspel. “O portefólio de produtos Envalior demonstra boa compatibilidade com fluidos dielétricos: resistência ao impacto, rigidez, resistência mecânica e estabilidade dimensional permanecem a um nível muito elevado, a comparao índice de rastreio e as resistividades não são afetados, e os compostos com sistema retardador de chama mantêm a sua classificação UL original.
Como os dados podem auxiliar no desenvolvimento de projetos de engenharia de alta tensão
Na sessão "Resistividade Elétrica e Rigidêz Dielétrica em Alta Tensão de Poliamidas, Poliésteres e PPS", Rob Janssen, principal scientist, functional material properties, Envalior, apresentou dados sobre resistividade volumétrica e resistência dielétrica à ruptura de termoplásticos, e como a resistividade volumétrica de um termoplástico determina as suas propriedades de ruptura sob alta tensão.
Janssen explicou que PA, PBT e PPS, todos polímeros semicristalinos, possuem uma fase amorfa caracterizada por uma temperatura de transição vítreo-borracha. Acima desta temperatura, quando o polímero se encontra no estado borrachoso, ocorre um pequeno fluxo de corrente com a aplicação de uma tensão DC. O campo elétrico impulsiona este transporte de portadores de carga.
"O movimento dos portadores de carga é mais restrito na fase vítrea e menos restrito na fase borrachosa; por isso, a corrente é mais elevada na fase borrachosa", afirmou Janssen.
Acrescentou que a resistividade depende da temperatura, da humidade relativa e da frequência da tensão aplicada. PBT e PPS apresentam um desempenho elétrico muito consistente e robusto independentemente das condições ambientais, observou Janssen.
"O desempenho elétrico das poliamidas diminui acima da temperatura de transição vítreo-borracha, mas os valores de resistividade e os limites inferiores de resistência dielétrica (a 85°C/85%HR) estão bem caracterizados. Por isso, estes dados podem ser utilizados para orientar os seus projetos de engenharia de alta tensão", disse Janssen.
Entre os outros temas abordados no fórum estiveram, "Material Solutions for the Transforming Indústria de Aquecimento e Arrefecimento Residencial,” “Segurança Rodoviária no Design de Peças Automóvel: Cartões de Materiais CAE para Simulações de Impacto,” “Exploração de Tecnologias Avançadas de Soldadura para Materiais de Engenharia,” e “Materiais de Engenharia para Desempenho NVH Superior.”
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O TechXchange Engineering Materials Forum chegou ao fim, mas ainda tem a oportunidade de aceder de forma exclusiva, em qualquer altura, a todas as gravações das apresentações e respetivos slides técnicos.