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Polímeros da Evonik são usados nos faróis dianteiros do Classe C da Mercedes Benz

25/09/2017

Os materiais usados como elementos óticos em faróis automobilísticos têm de satisfazer a requisitos exigentes em termos de transmissão de luz, resistência à temperatura e resistência UV – este é o caso de três compostos para moldagem Plexiglas® e Pleximid®, usados no LED Intelligent Light System da Automotive Lighting, que a Mercedes-Benz está instalando no seu modelo Classe C.

Os motoristas devem ser capazes de reagir prontamente a situações perigosas mesmo com pouca luz ou na escuridão, razão pela qual os fabricantes e fornecedores automotivos estão usando lâmpadas cada vez mais potentes. Seja a tecnologia halógena, de luz de xenônio ou LED, todas têm uma coisa em comum: as fontes luminosas necessitam de um material envoltório que direcione a sua luz para a pista. Nos faróis, essa função vem sendo exercida há tempos por lentes de coberturas perfiladas. Atualmente, a distribuição da luz se dá por meio de refletores de forma livre, calculados numericamente, ou por sofisticados módulos de projeção diretamente no farol. Estes se distinguem por meio de placas de cobertura transparentes, de estética atraente.

Luz Inteligente

“As funções diferentes de um farol dianteiro impõem requisitos diferenciados em relação ao material usado”, explica Klaus Kratschmann, responsável pelo ID na Automotive Lighting. No sistema LED Intelligent Light System, por exemplo, que a Automotive Lighting vem produzindo para a Mercedes desde 2013, dois módulos de projeção assumem em conjunto a função de luz baixa. A flexibilidade desses módulos supera as possibilidades oferecidas pela luz de xenônio: por exemplo, a distribuição da luz é ajustada de acordo com a velocidade do carro e a situação ambiente. “O farol ilumina a superfície da pista de um modo específico, conforme a situação”, diz o Dr. Ernst-Olaf Rosenhan, responsável por inovações em faróis na Automotive Lighting. Com essa finalidade, os módulos são equipados com arranjos de LED, cabeçotes óticos e uma lente de projeção fabricada com Plexiglas® Heatresist FT 15 da Evonik. “O material oferece excelente transmitância de luz para a nossa aplicação”, afirma Henning Weinhold, engenheiro de iluminação na Automotive Lighting. Além disso, o polimetilmetacrilato (PMMA) da Evonik evita a ocorrência de margens coloridas incômodas da periferia das lentes . A razão disso é a baixa birrefringência ótica do material e seu número Abbé simultaneamente alto, assegurando que os efeitos de dispersão sejam mantidos em níveis mínimos, garante a empresa.

Além disso, afirma a Evonik, o Plexiglas® é totalmente incolor e transparente – o que aponta para uma outra característica dos LEDs: eles oferecem uma cor clara similar à da luz do dia, sendo, por isso, mais suaves para os olhos do condutor. Essa qualidade ótica é mantida de modo duradouro no Plexiglas®. Mesmo após vários anos, o material não perde a sua alta transmitância e oferece uma quantidade de iluminação consistentemente alta, assegura a Evonik. O material também não é afetado pelas altas temperaturas que predominam nos faróis, garante a empresa.

Resistência ao calor

Por todas as suas vantagens quando usados em faróis, os LEDs também submetem os materiais nele utilizados a uma dura prova: dependendo do tipo e design dos elementos óticos, podem ocorrer temperaturas bem superiores a 100ºC – e isso por longos períodos de operação.

Mas as coberturas, as lentes e as guias de luz não devem se deformar, descolorir ou ficarem opacas. “E isso é algo que simplesmente não é garantido quando se trata de plásticos transparentes. Materiais como o policarbonato, e mesmo as suas variantes resistentes a temperaturas, ficam amarelos com o tempo. Por esse motivo, a quantidade de iluminação é reduzida e o brilho ótico é perdido”, revela Martin Mohrmann, gerente de marketing técnico do Setor Automotivo da Evonik. Os compostos para moldagem especiais Plexiglas®, por outro lado, são otimizados em relação a variados requisitos de temperatura; o Plexiglas® Heatresist FT15, por exemplo, resiste ao stress térmico em módulos de projeção sem nenhum problema, afirma a Evonik.

Apropriada para temperaturas ainda mais altas é a especialidade Pleximid®, que consiste do polímero polimetilmetacrilimida (PMMI), assegura a Evonik. Ele se mantém totalmente estável quando submetido ao stress térmico de longo prazo: em um teste de resistência de 40 dias a 150º C, praticamente não ocorreram alterações na transmissão, no índice de amarelamento ou na opacidade. Por essa razão, o material é usado em muitos faróis das atuais séries da Mercedes-Benz, como guia de luz nas lâmpadas curvas em forma de tocha usadas durante o dia. Nesse componente, os LEDs são instalados muito próximos do guia de luz, fazendo com que as temperaturas se elevem rapidamente até 130 graus. Com o Pleximid®, afirma a Evonik, a quantidade de iluminação se mantém consistentemente alta, mesmo após vários anos. “Isso é importante porque as luzes diurnas permitem que o veículo seja visto claramente por outras pessoas na estrada”, explica Mohrmann.

Aparência homogênea

O que também contribui para a visibilidade são os sinalizadores pisca-pisca, os quais, no LED Intelligent Light System, consistem de seis elementos óticos individuais. O aspecto especial neste caso é o fato de que os designers decidiram não adotar uma cobertura colorida, optando, em vez disso, por um composto padrão Plexiglas® 8N transparente. Esse material possui uma temperatura de deflexão térmica (HDT) satisfatória, apropriada para o stress térmico relativamente baixo nesse componente. “Foi importante para nós criarmos contornos reduzidos e puristas para o Mercedes-Benz Classe C, que enfatizassem a sua tecnologia inteligente”, conta Stefan Handt, diretor de Exterior Design, Lights & Parts da Mercedes-Benz.

Já que os LEDs dos sinalizadores emitem uma luz amarela, nós pudemos permitir o uso de uma cobertura colorida para a luz indicadora de direção (pisca-pisca), optando pelo Plexiglas® transparente, que transmite a cor com fidelidade. Isso melhora a aparência global do farol dianteiro”. Os faróis dianteiros conferem ao Mercedes-Benz Classe C a sua aparência distintiva, típica da marca.

A Evonik é fabricante mundial de produtos de PMMA comercializados sob a marca Plexiglas® e Pleximid® na Europa, na Ásia, na África e na Austrália, e sob a marca Acrylite® e Acrymid nas Américas.

Fonte: Evonik

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Covestro desenvolve grade de Policarbonato para iluminação energeticamente eficiente

18/03/2016

Covestro_iluminacao

  • Nova geração de elementos de resfriamento para LEDs
  • Benefícios do novo material vão da excelente condutividade térmica à versatilidade e liberdade em design, afirma Covestro

O LED é a iluminação do futuro e seu uso está cada vez mais amplo. Por esta razão, e também por conta de seu quase ilimitado potencial de aplicações, a Covestro está dando suporte a essa tecnologia energeticamente eficiente com uma série de soluções em material.

Os LEDs são muito mais eficientes do que as lâmpadas incandescentes. Mesmo assim, eles ainda emitem parte de sua energia na forma de calor. Este calor precisa ser dissipado por meio de elementos de resfriamento para garantir uma alto rendimento em iluminação e uma longa vida útil da lâmpada.

Para esta aplicação, a Covestro lançou um policarbonato especial, o Makrolon® TC8030 (TC significa “termicamente condutor”, em inglês), que possui uma alta condutividade térmica de 20 W/m*K. “Quando comparado ao alumínio normalmente usado, este plástico oferece tanto condutividade térmica como uma grande liberdade de design”, explica Axel Wetzchewald, responsável de marketing para aplicações de LED da Covestro.

Colaboração com parceiros finlandeses

Para explorar ainda mais as possibilidades técnicas do Makrolon® TC8030, a Covestro estabeleceu uma projeto de colaboração com a Universidade de Ciências Aplicadas Karelia (UAS) e e com a Vesuto Oy,  especialistas finlandeses em moldagem por injeção.

O objetivo inicial deste projeto era utilizar o novo grade de plástico para criar elementos de resfriamento para luminárias LED que possam ser fabricadas através de moldagem por injeção. Estes então foram comparados com elementos produzidos à base de outros polímeros. Os resultados mostram que o material de policarbonato dissipa de forma muito efetiva o calor gerado pelos LEDs nas placas de circuito feitas para o teste.

“O Makrolon® TC8030 tem uma condutividade térmica comparável ao alumínio”, explica o gerente do projeto, Dr. Kari Mönkkönen, da Universidade Karelia. “Entretanto, o plástico é mais leve e oferece maior liberdade de design, o que o torna perfeito para soluções de iluminação em LED”, acrescenta Nikolai Ylimys, membro do projeto e designer da universidade.

Veikko Viitanen, diretor da Vesuto Oy, está confiante de que o policarbonato termicamente condutor vai abrir as portas para uma nova geração de elementos de resfriamento, pois “apesar da sua alta viscosidade, o material é fácil de se processar com um alto nível de qualidade através da moldagem por injeção.”

Fonte: Covestro – Assessoria de Imprensa

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Grupo ZKW e DSM desenvolvem novo módulo leve de iluminação LED para o Audi Q7

22/09/2015

A Royal DSM anunciou o uso de um novo grade de PET (Arnite® XL-T) no novo Audi Q7 em uma aplicação de faróis de automóveis que pode resistir a cargas térmicas extremas.

DSM-Arnite

Os faróis são uma característica distintiva-chave para a identidade de um carro e, atualmente, a iluminação LED, com as suas excelentes características de desempenho, é a vanguarda do design do farol automotivo. Eles também são um item essencial de segurança e devem ter um desempenho de acordo com os mais altos padrões internacionais. Os sistemas de iluminação LED, HID e halogéna, muitas vezes combinados em um único conjunto de farol, oferecem excelente desempenho, mas também colocam mais restrições sobre o uso de materiais e design. A luz solar irradiada nas múltiplas lentes de LED / HID cria aumentos de cargas térmicas localizadas superiores a 235 ° C.

Altas cargas de irradiação solar podem causar distorções térmicas e liberação de gases tanto de componentes funcionais como estéticos. Para superar isso, especialidades caras de polímeros de alto desempenho podem ser utilizadas ou, alternativamente, a proteção térmica pode ser obtida por escudos de metal que, todavia, adicionam peso e custos, além de restringir parâmetros de projeto.

Os componentes na montagem do farol podem sofrer degaseificação, tornar-se distorcidos, danificados ou podem até fundir sob tais condições severas. Componentes estéticos da guarnição também aumentam o desafio de desempenho, ao precisar atender às exigências de design para uma aparência superficial rigorosa nas cores preto ou cinza escuro, o que aumenta o problema resultante da carga térmica solar.

Segundo a DSM, o desempenho superior do seu poliéster Arnite XL-T, com uma temperatura de deflexão térmica (HDT) de 250° C, baixa liberação de gases e excelente acabamento superficial texturizado em cores escuras, atendem às exigências do designer e ampliam a liberdade na construção dos módulos de farol automotivo LED/HID.

A DSM afirma que o Arnite tem sido utilizado com sucesso por muitos anos na iluminação e em muitas outras aplicações automotivas elétricas e eletrônicas que exigem alto desempenho térmico e características de baixa degaseificação. Através de extensa experiência e compreensão das aplicações, a DSM desenvolveu tecnologia proprietária que ampliou a condutividade térmica do Arnite XL-T para superar outros termoplásticos de alta resistência ao calor, tais como a Polietersulfona (PES), Polieterimidas (PEI) e Poliftalamidas (PPA), sem o preço desses materiais ou outros problemas como o processamento crítico e a absorção de água. Um dos principais benefícios do Arnite XL-T, segundo a DSM, é o seu ótimo acabamento superficial quando texturizado, mesmo em moldagens com reforços de fibra de vidro.

Sylvana Wetscher, do Grupo ZKW, um fornecedor global de sistemas de iluminação para automóveis sediado base em Wieselburg, na Áustria, disse: “Inovação é a nossa base e nós fundamentamos a nossa reputação nos avanços pioneiros que continuamos a fazer em sistemas de farol automotivo. O Arnite XL-T nos permite projetar módulos de iluminação LED que atendem a todos os critérios de projeto estabelecidos por nossos clientes OEM, os quais tem reconhecido as vantagens que ele oferece para resolver o problema da carga térmica resultante da irradiação solar. Juntamente com o nosso parceiro DSM, temos conseguido o objetivo final de atender aos requisitos funcionais do módulo do farol, bem como de superar os problemas de distorção térmica e liberação de gases, sem redesenhos complexos e dispendiosos para insertos de metal ou escudos térmicos adicionais. Isto manteve o peso total em um valor mínimo, o que contribui para melhorar a economia de combustível e reduzir a pegada de carbono dos veículos. ”

Fonte: DSM

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