Una historia de los plásticos en la ingeniería automotriz.

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Los plásticos son un material popular en la ingeniería automotriz debido a su peso ligero y menor costo. La menor resistencia en comparación con los metales se puede compensar utilizando polímeros de alto rendimiento o combinando plásticos con fibras de vidrio o carbono. Los componentes se fabrican mediante moldeo por inyección.

Los plásticos existen desde hace más tiempo que los automóviles. El primer termoplástico, llamado Parkesine, fue presentado por Alexander Parkes en la Exposición Mundial de Londres de 1862. Se trataba de un nitrato de celulosa perfeccionado de forma natural y estaba destinado a sustituir al marfil. En 1886, más de veinte años después, Carl Benz presentó el primer automóvil, el Benz Patent-Motorwagen Nummer 1 (automóvil patentado n.° 1). Estaba hecho de madera y metal.

El plástico finalmente ganó aceptación durante la Segunda Guerra Mundial, cuando el acero estaba fuertemente racionado. En 1941, Henry Ford intentó fabricar un automóvil íntegramente con plástico. Fueron necesarios otros diez años para llegar a la producción en serie. Desde la producción del Ford Modelo T en 1951, se ha encontrado plástico en automóviles de todo el mundo.

Además de los metales, los plásticos son un material muy utilizado en los automóviles. Los plásticos son más ligeros, lo que reduce el peso total del coche y, por tanto, el consumo de combustible. También son menos costosos y más resistentes a la corrosión que los metales. El proceso de moldeo por inyección permite producir formas complejas en un solo ciclo de producción.

Sin embargo, los plásticos tienen una gran desventaja en comparación con los metales: su resistencia mecánica, química y termodinámica es menor. Para aumentar esta fuerza, hay varias opciones disponibles. Hoy en día existen numerosos polímeros técnicos de alto rendimiento, como la polieteretercetona (PEEK). PEEK tiene resistencia química y a altas temperaturas y, por lo tanto, es adecuado para sellos, válvulas o componentes eléctricos.

Otra forma de aumentar la resistencia es combinar plásticos con materiales que tengan mejores propiedades mecánicas. Cuando el material de relleno alcanza una fracción de volumen de hasta el 85 por ciento, se denomina plástico con alto contenido de relleno. Si el material de relleno está compuesto de fibras, los polímeros se denominan reforzados con fibras. Si las fibras tienen varios milímetros de largo, el compuesto se denomina termoplástico reforzado con fibras largas (LFRT). Las fibras de relleno largas típicas son fibras de vidrio o de carbono.

Un plástico popular utilizado en el interior de los automóviles es el policarbonato (PC). La PC es transparente y se utiliza para interruptores y paneles de instrumentos. El poliuretano (PU) se utiliza a menudo para cojines de asientos, reposabrazos y paneles de puertas. Es suave, flexible y cómodo, tiene buena resistencia a la abrasión y puede producirse en varios colores y texturas.

Una alta proporción de fibras de vidrio en polipropileno (PP) mejora la tenacidad y resistencia de los componentes. A menudo se utiliza para aplicaciones interiores como tableros de instrumentos, paneles de puertas y marcos de asientos o en componentes de la carrocería. La poliamida (PA) reforzada con fibra de carbono tiene una alta resistencia a la tracción y es resistente a la temperatura. Por lo tanto, es especialmente adecuado para aplicaciones en el compartimento del motor, como por ejemplo en carcasas de filtros de aire.

En el proceso directo, las fibras de relleno se introducen en la masa fundida de plástico inmediatamente antes del proceso de moldeo por inyección. Esto permite ajustar individualmente la longitud de la fibra, la proporción y la combinación de materiales para cada componente, según el desafío de la aplicación. El proceso de mezcla de polímero y fibra se llama composición. La parte difícil es mantener la longitud de la fibra, ya que los beneficios mecánicos se pierden si las fibras se rompen antes de crear el componente. Cualquier residuo puede procesarse internamente para convertirlo en granulado y reutilizarse. A esto se le llama reciclaje preconsumo.

* Dennis Kottmann es el director de marketing de Surplex.

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