DSM e KACO desenvolvem tampa de virabrequim feita em poliamida 410 que reduz custos e peso

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Tampa de virabrequim fabricada em poliamida 4.10 da DSM para motores Volkswagen de próxima geração

A Royal DSM, juntamente com sua parceira especialista em componentes automotivos KACO, deram um passo importante para melhorar a eficiência no uso de combustível nos automóveis. As duas empresas desenvolveram uma tampa leve multifuncional de virabrequim em EcoPaXX® – uma poliamida 4.10 da DSM proveniente de fontes renováveis – para a mais recente geração de motores a diesel desenvolvidos pelo Grupo Volkswagen.

A tampa fabricada com poliamida incorpora vedações integrais em teflon (PTFE) e borracha de silicone líquida (LSR), assim como vários insertos metálicos. Ela será usada em uma nova plataforma modular MDB da Volkswagen para motores a diesel implementados nas suas marcas Audi, Seat, Škoda e VW. A Volkswagen, juntamente com todos os principais produtores de automóveis, está em constante busca por novas maneiras de aumentar a sustentabilidade de seus produtos, e a nova cobertura do virabrequim derivada de fontes renováveis é um bom exemplo das soluções que está implantando.

Segundo a DSM, quando comparados às tampas feitas em alumínio, os custos das tampas produzidas com a poliamida da DSM são consideravelmente mais baixos, em parte graças ao uso de uma célula de produção integrada totalmente automatizada para a fabricação do componente na KACO. O peso também foi reduzido consideravelmente, pois o EcoPaXX é 45% menos denso do que o alumínio.

De acordo com a DSM, o desenvolvimento representa um avanço significativo em termos de sustentabilidade, desde o momento da produção até o uso do veículo. A poliamida 410 EcoPaXX da DSM  é 70% derivada de fontes renováveis (óleo de mamona). A KACO utiliza a célula de produção energeticamente eficiente não só para moldar a tampa do virabrequim, mas também para integrar duas vedações separadas: a primeira, em PTFE, é colocada no molde por um robô, sendo o EcoPaXX moldado sobre ela;  a segunda, em LSR, é então moldada diretamente na peça usando um processo 2K. Isto resulta em uma redução de energia utilizada durante a produção, sem nenhum desperdício de material. Por fim, como a tampa do virabrequim pesa muito menos do que a sua versão em alumínio, o veículo funciona com mais eficiência, economizando combustível e reduzindo as emissões de dióxido de carbono ao longo de sua vida.

As tampas termoplásticas de virabrequim ainda são incomuns, sendo que as poliamidas 6 ou a 66 são o material de preferência. A especificação dimensional muito rígida da versão VW, assim como as cargas elevadas que a tampa tem que suportar, tornaram particularamente severo o desafio de produzir a peça em termoplástico. Segundo a DSM, a empresa enfrentou o desafio, juntamente com a KACO, graças ao desempenho excepcional da sua poliamida 4.10 – propriedades mecânicas muito boas a elevadas temperaturas, combinadas com uma excelente tenacidade fazem dele um material ideal para o alto desempenho requerido durante o uso em condições extremas. As habilidades da KACO em integrar vedações estáticas e dinâmicas na peça de uma forma inteligente também foram um fator chave para o sucesso.

Andreas Genesius, chefe de Gestão de Projetos da KACO, ressalta a importância do processo de produção livre de resíduos “A peça sai da célula de injeção pronta para ser montada no bloco do motor”, diz ele. “Não é necessário fazer nenhum corte ou remoção de aparas. Através de uma abordagem holística em relação ao design e à produção de peças automotivas, estamos contribuindo para o progresso tecnológico sustentável, sem comprometer o desempenho ou a competitividade da peça”.

Genesius acrescenta que a chave para o sucesso do lançamento da tampa do virabrequim, após um período de desenvolvimento extremamente curto, foi o trabalho estratégico conjunto com os principais parceiros, incluindo a DSM, nas áreas de design de peças, desenvolvimento de material, design de processo e combinação de diferentes materiais.

A tampa do virabrequim é uma obra-prima de projeto de engenharia. A orientação das fibras, o número e a posição dos pontos de injeção e a concepção e integração dos vários insertos foram otimizados para minimizar o empenamento e garantir vedações rigorosas entre a tampa e o bloco do motor e o cárter de óleo. A tampa também tem que resistir ao aperto dos parafusos de fixação no bloco do motor e no cárter (cada um dos quais é construído com tolerâncias diferentes), bem como de ferramentas utilizadas para fixar a posição da correia de FEAD (Front End Accessory Drive). Com as suas excelentes propriedades mecânicas, o EcoPaXX proporcionou uma resposta para estas exigências, afirma a DSM.

Fonte: DSM

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