L’ERA DEL FRUNK

L’innovazione automotive è vincente con l’ausilio delle materie plastiche: i premiati alla 52a edizione di SPE Automotive Innovation Awards.

L’elettrificazione e lo sviluppo della guida autonoma stanno modificando il design dei veicoli, liberando nuovi spazi e generando nuove esigenze. Di conseguenza, il settore elabora risposte innovative, mirate a risolvere le problematiche della trazione elettrica e a ripensare le impostazioni convenzionali di carrozzeria e componenti nell’ottica dell’EV.

Nasce così il ‘frunk’, crasi di front e trunk, ossia uno spazio per stivare i bagagli ricavato nella zona anteriore sottocofano, dove prima alloggiava il motore a combustione. E, appena nato, conquista la giuria della Society of Plastics Engineers che gli assegna più premi.

Grazie al frunk, Ford si aggiudica il Grand Award 2023 con il mega vano realizzato per il pick-up Ford F-150 Lightning 2024, premiato anche nella categoria Body Interior.

Il frunk è stato prodotto da Cascade Engineers rimpiazzando lo stampaggio a compressione di SMC con lo stampaggio a iniezione di polipropilene caricato al 40% con fibre di vetro lunghe Celstran PP-GF40 AD3004 di Celanese. Ciò ha permesso di alleggerire del 48% questo grande contenitore di classe A, migliorando inoltre la produttività attraverso una riduzione del tempo ciclo del 37% e l’eliminazione delle fasi di verniciatura, con relativi costi e impatti ambientali, e di fresatura dei fori. In più, il pezzo a fine vita è completamente riciclabile. Ma i premi per i frunk Ford non finiscono qui: il modello monoblocco montato sulla Ford Mustang Mach E 2024 vince nella categoria Sostenibilità. Si tratta infatti della prima volta che un materiale contenente il 20% di plastica riciclata, la poliolefina termoplastica ADX8327 di Advanced Composites, viene usato in un’applicazione strutturale di classe A stampata a iniezione con colori abbinati. Il pezzo è stato riprogettato riducendo a un solo componente i 6 usati in precedenza, eliminando due staffe metalliche, tagliando il peso di 3 kg nonostante l’aumento del volume e della funzionalità di carico. Rispetto al TPO vergine, il pezzo sopporta meglio gli urti a -15°C, risulta meno denso e si stima fornisca un risparmio di 1.125 tonnellate di CO2 all’anno.

QUASI DEI SEMILAVORATI

Interessanti soluzioni sono state messe a punto per integrare parti e produzioni, in modo da agevolare e accelerare le lavorazioni.
Il vincitore della categoria Carrozzeria esterna è il portellone posteriore della Rivian R1S 2023, stampato a iniezione da Magna International interamente in materiale termoplastico sotto forma di modulo pronto per la catena di montaggio.

In particolare, sono stati usati PP caricato e TPO di Advanced Composites, che, modellati in una sagoma profonda (più di 80 mm) e complessa, comunicano un aspetto di qualità riducendo il peso del pezzo, migliorando i livelli di rumorosità e vibrazioni, e riducendo i costi rispetto al metallo. Il modulo è disponibile in versione bicolore.

Il nuovo modello 2024 del SUV Toyota Grand Highlander monterà un particolare modulo di sedile brevettato, realizzato da Hi-Lex, che integra fissaggi temporanei e permanenti per i cavi. In tal modo, chi assembla i sedili riceve un componente dove i cavi sono già pre-posizionati, rendendo superflue staffe, fascette, clip di bloccaggio. Oltre a ridurre la manodopera e gli scarti dovuti al disallineamento dei cavi, il modulo rende più agevole l’uso della leva da parte degli utenti poiché il passaggio diretto dei cavi consente l’uso di cavi più corti. Tutto ciò è valso il premio nella sezione Process/Assembly/Enabling Technologies.

AL CUORE DELL’ELETTRICO

L’intensa ricerca in atto sulle batterie per l’EV è testimoniata dai numerosi premi assegnati a prodotti del settore. Per ridurre al minimo gli ingombri ottimizzando la produzione, Sun Microstamping Technologies ha fornito alla Chevrolet Corvette E-Ray 2024 di GM una piastra di connessione (ICB) stampata a iniezione in Ultramid B3UG4, poliammide 6 caricata al 20% con fibra di vetro di Basf, con inserto sovrastampato. Oltre ad essere compatibile con accoppiamenti a scatto, sistemi di fissaggio a caldo, saldatura a ultrasuoni e adesivi, questa PA6 è stabilizzata al calore e ignifuga per alloggiare i piccoli collettori di corrente metallici, i bus bar e la sensoristica con efficienza e sicurezza. Oltre a vincere nella categoria Aftermarket and Limited Edition/Specialty Vehicles con questo ICB, GM e Basf sono state premiate anche nella sezione Electric and Autonomous Vehicle Systems per l’unità di disconnessione della batteria del GMC Hummer EV 2022. Un unico sistema, stampato a iniezione da Lear in poliammide 66 Ultramid e PBT Ultradur di Basf, gestisce due dispositivi da 400 V che consentono la ricarica rapida e sicura dei veicoli elettrici e disconnettono l’alimentazione in caso di sovracorrente per proteggere i passeggeri.

I due materiali, entrambi conformi alla UL94 V0 e privi di alogeni, hanno permesso di rimpiazzare l’alluminio pressofuso nella realizzazione di parti lunghe 1 m dal design complesso, fornendo una migliore gestione termica a fronte di un peso ridotto e di una più facile lavorazione.

La vittoria nei Materiali è andata alla poliarilammide RTP 299 K X 138337 E Black Para, impiegata dal Gruppo Novares per sostituire il metallo nella produzione delle piastre laterali del modulo batteria per la Chevrolet Corvette E-Ray 2024, con un risparmio di peso del 37% e di costi del 55%.

Ciò ha permesso di ottenere parti estremamente piatte, di elevata precisione dimensionale, rigide e resistenti, nonostante la geometria complessa. Inoltre, grazie al metal replacement da 4 componenti si è passati a un solo pezzo che integra più funzioni, impossibili da ottenere in parti metalliche.

La formulazione di PVC flessibile e intumescente Lithium Prevent 200 di Pyrophobic Systems ha guidato sul podio della categoria Sicurezza i copriterminali stampati a iniezione dal Gruppo Auto-Kabel per le batterie dei veicoli Cadillac Lyriq e GMC Hummer di GM.

Questi isolanti prevengono la formazione di archi durante gli sbalzi termici nelle batterie dei veicoli elettrici ad alta tensione, poiché il materiale mantiene un’elevata capacità dielettrica. Inoltre questo PVC crea una barriera che contrasta la diffusione del fuoco da un modulo all’altro in caso di incendio.
L.C.