Es imposible imaginarse un desarrollo de componentes plásticos sin el empleo de simulaciones. Estas se optimizan por medio de ensayos prácticos. El área de Technology & Innovation (T & I) participa de manera significativa en un proyecto para optimizar una herramienta de simulación digital interna de Freudenberg, que será aplicada en el desarrollo de termoplásticos. La construcción de moldes en Laudenbach representa aquí un papel importante.
El plástico está de moda. La tendencia hacia la construcción de dispositivos ligeros es evidente desde hace años y ahora se ve aún más reforzada por la electromovilidad. Cuanto menos peso gracias a componentes termoplásticos ligeros, que sustituyen a los componentes de metal, mayor es la autonomía en los vehículos. Adicionalmente, las piezas complejas de plástico pueden reunir varias funciones. A menudo se utilizan como carcasas, pero a la vez hermetizan, apantallan electrónicamente o recopilan valores de medición usando sensores integrados. También son especialmente rentables si se producen a gran escala.
Con un laboratorio de plásticos propio, el área de T & I reforzó hace varios años la competencia de Sealing Technologies (FST) en el desarrollo de nuevas soluciones de plástico. La pieza central aquí es una máquina de moldeo por inyección completamente automática para la preproducción en serie de modelos y especímenes. Su particularidad es un sistema de moldes prototipo desarrollado por la misma FST. “Nosotros no tenemos que producir cada vez un molde nuevo para cada nuevo espécimen. El molde prototipo siempre es el mismo, solo varía la parrilla, es decir, únicamente cambiamos las cavidades específicas para la pieza en cuestión. De esta forma aceleramos y abaratamos el diseño y la construcción de moldes, y con ello todo el proceso de desarrollo”, explica Matthias Hauer, especialista en transformación de plásticos en T & I.
Pronosticar la vida útil
Un caso concreto es el espécimen denominado Multiload Test Specimen, del cual se fabricaron 150 unidades. Lo particular en él es que no surgió a partir de un proyecto para un cliente, sino que su desarrollo respondió a fines internos de la empresa. El encargo partió de Freudenberg Technology Innovation (FTI) en un “proyecto común” a varios grupos de Freudenberg. ¿El objetivo principal? En relación con los termoplásticos, FST quiere reunir conocimientos técnicos y desarrollar piezas complejas tal como lo ha conseguido con los elastómeros.
Un factor relevante en el desarrollo y el conformado de piezas de plástico son las simulaciones digitales, sobre todo las de solidez y durabilidad. “Se necesita una herramienta digital que simule los materiales en la pieza construida”, explica Hauer. El objetivo es una predicción fiable de la durabilidad. Cuanto más perfeccionado y preciso es un modelo de simulación –en este caso se aplica el método FEM (análisis por elementos finitos)–, más exacto será el cálculo de la vida útil.
Los 150 especímenes Multiload Test Specimen desarrollados y producidos por T & I sirven exclusivamente para comprobar la viabilidad del modelo de simulación de Freudenberg. “Las piezas sirven como modelos de prueba para la verificación de las predicciones simuladas”, describe Hauer. Los especímenes se estiran, doblan, presionan, retuercen, algunas veces se comprueba su estática, otras veces se ponen a oscilar dinámicamente en sentido ascendente o descendente. “Las características de los materiales, los valores medidos y los parámetros obtenidos en los ensayos prácticos se transfieren entonces al modelo de simulación con el fin de optimizarlo. Esto es un trabajo de fondo muy importante. Nosotros necesitamos modelos de simulación informativos como estos en nuestra empresa para conformar piezas con nuevos materiales desarrollados por nosotros mismos y poder conseguir nuevos grupos de productos y campos de aplicación”.
El espécimen Multiload Test Specimen (drch.) se construyó usando un molde procedente de la sede de Laudenbach.
Reproducir todo el ciclo de creación de un producto
Hauer menciona con esto un importante punto a favor de T & I en proyectos internos como éste, o proyectos externos: “En el desarrollo de piezas de plástico, nosotros reproducimos el ciclo de creación de un producto al completo, desde la idea hasta la pieza salida del molde. Nuestros ámbitos de competencia en tecnología de materiales, desarrollo de productos y asimismo técnica de producción y de procesos engloban toda la cadena de creación de valor”.
A esto se añade, en la construcción de moldes, la cooperación con FNGP Regional Office en Malasia (atiende el mercado MRR), cuyos colaboradores están familiarizados con el sistema de moldes prototipo de la máquina de inyección completamente automática de T & I. Otra ventaja de T & I en el desarrollo de piezas de plástico es, además, la propia construcción de moldes. “Es compleja la configuración geométrica de las piezas de Multiload Test Specimen, por sus escotes y nervios. Igual de complejo resultó ser por lo tanto el molde. Su creación exigió toda una gama de procesos de mecanizado. Por ello fue llamativo que funcionase a la primera: incluso la extracción del molde de los primeros especímenes se realizó sin problemas. Los compañeros de Laudenbach hicieron realmente un trabajo fantástico”, exclama elogiosamente Hauer.
