Los materiales de interfaz térmica (Thermal Interface Material, TIM) son importantes en electromoción para la disipación del calor. Freudenberg Sealing Technologies (FST) ha logrado la capacidad de moldeo por inyección y bicomponente para un desarrollo propio. Desde hace poco, esta innovación se produce de serie para uno de los principales fabricantes automovilísticos y abre nuevas posibilidades de mercado para FST.
Alguna vez a todos nos ha sorprendido que, durante la recarga rápida, nuestro teléfono móvil se siente caliente. Al igual que en el móvil se genera un poco de calor al cargar la pila, lo mismo sucede con un coche eléctrico, pero en mayor cantidad. La cantidad aumenta cuanto más corriente de carga fluye. FST ha desarrollado una pieza formada por dos componentes que hace más eficiente y segura la recarga de vehículos con tasa de carga alta. Esto abre nuevas perspectivas para la utilidad cotidiana y la amplia aceptación de los vehículos eléctricos.
Con 2K Thermal Interface Carrier, ha ampliado su gama de productos el Lead Center Integrated Precision Solutions localizado en Öhringen. “Con la aceptación de la pieza por parte del cliente, tras un intenso trabajo en un proyecto de varios años de duración, nosotros hemos alcanzado una meta importante en el desarrollo de procesos y de material”, informa Christopher Wecht, Key Account Manager Automotive Sales.
Estos cerebros están detrás de la innovación que lleva el nombre 2K Thermal Interface Carrier y que abre nuevas perspectivas de mercado para FST. Fila de detrás (de izq.): Christopher Wecht, Edwin Mayer, Joachim Scheufler y Denis Glonning. Fila de delante (de izq.): Suzan Klein, Jürgen Müller y Thomas Müller. No en la foto: Armin Striefler.
Desarrollo de negocios en el área de la automoción
Denis Glonning, Produktmanager en la sede de Öhringen, pone el significado en su debido sitio: “Representa un hito, en especial para nuestra sede, pero también para FST en conjunto. Hemos logrado producir en serie, para el prometedor mercado de la electromoción, un nuevo producto hecho a partir de un material de nuevo desarrollo –en una aplicación completamente nueva para nosotros, la cual hasta hace unos cuantos años ni se nos hubiera ocurrido–”.
Wecht añade: “Gracias a los nuevos conocimientos sobre material y procesos procedentes de Öhringen, hemos conseguido un nuevo cliente y un nuevo campo de aplicación”. La innovadora pieza se utiliza en coches eléctricos de Volkswagen, uno de los principales clientes de FST. Pero FST no había suministrado hasta ahora a su proveedor. Este nuevo cliente con domicilio social en Alemania está especializado en dispositivos electrónicos para vehículos, entre otros, redes de a bordo; y se cuenta entre los 100 proveedores más relevantes para las empresas de automoción.
Los materiales de interfaz térmica (TIM) desarrollados por FST reúnen dos propiedades: conducen el calor, o como dirían los expertos, tienen conductividad térmica; a la vez son electroaislantes. FST aprovecha esta “disyuntiva” en los cargadores de alto voltaje para vehículos.
El componente TIM de la nueva pieza conduce el calor generado durante la recarga hasta los sensores, sin que los sensores entren en contacto con las clavijas metálicas del conector, lo cual produciría un cortocircuito. Por así decir, la pieza de FST envía la información térmica al sensor. Con esta información, el proceso de recarga se supervisa continuamente y se controla de manera fiable. Un control justo a tiempo para breves tiempos de reacción facilita un flujo máximo de corriente de carga y un riesgo de sobrecalentamiento mínimo, o sea mayor seguridad.
En términos generales, los materiales TIM no son algo nuevo y están indicados especialmente para la disipación del calor. Las placas TIM de muestra desarrolladas y producidas en Öhringen partieron hacia el nuevo cliente de FST después de contactar inicialmente en ferias de muestra y de una jornada TechDay celebrada en 2019. Lo notorio aquí es que FST ha logrado la capacidad de moldeo por inyección y bicomponente para el material termoconductor y electroaislante de una aplicación concreta.
“Por una almohadilla plana o una pasta, el calor solo se puede distribuir o disipar ampliamente. Al inyectar por moldeo nuestra pieza, nosotros podemos darle una estructura tridimensional y conducir el calor existente en varios puntos dentro de la pieza de forma precisa a través de la topografía prevista, por la vía más directa y breve, hasta llegar al sensor”, ilustra Glonning y añade que de esta forma es posible también el enfriamiento preciso de un sistema. Esto amplía enormemente los campos de aplicación de este nuevo material para protección de los dispositivos y componentes electrónicos.
Dos componentes para dos funciones
Bajo el título “integración de funciones”, el segundo gran desafío era unir el nuevo TIM con un material de soporte a una pieza bicomponente, concretamente a un cuerpo de base termoplástico hecho a medida para la aplicación. Pues junto a la disipación del calor para controlar la temperatura, la nueva pieza cumple un “papel de soporte”. Posiciona y fija, en el espacio de construcción, un componente electrónico que es necesario para el sistema de recarga.
El equipo de desarrollo también salvó este obstáculo gracias a su gran experiencia en tecnología de multicomponentes. Dotaron al nuevo material TIM la capacidad de ser moldeado por inyección y, además, adherente. Con este desarrollo de tecnología de material y de procesos, la pieza reúne dos funciones en un espacio de construcción mínimo. “De esta forma conseguimos generar ventajas técnicas y también valores añadidos específicos para el cliente en el ámbito de procesos de montaje”, explica Wecht.
Era muy empinada la curva de aprendizaje de este proyecto. El tiempo disponible era breve y había mucho que hacer. Un pedido millonario de este tipo no viene caído del cielo, es más bien un trabajo de desarrollo minucioso, paso a paso en un proceso iterativo. Wecht es todo elogios para el equipo del proyecto, que ha conseguido una nueva área de negocio para FST. “El Lead Center de Öhringen ha superado todos los desafíos, ha desarrollado un nuevo material y diseño, le ha dado capacidad procesal y además ha cumplido los altos requerimientos de calidad del cliente”.
Entre estos figuran los nuevos controles. “Estamos familiarizados desde hace décadas con los requisitos de control de juntas. Ahora comprobamos en Öhringen también otros parámetros nuevos, como la conductividad térmica y la rigidez electrostática”, pone por ejemplo Glonning.
Las posibilidades de éxito en el mercado para el material TIM moldeable por inyección son numerosas, bien como componente individual o como mezcla multicomponente. En primer lugar el nuevo cliente ha encargado variaciones de la pieza dentro del mismo ámbito de aplicación, y ofrece otros puntos interesantes para la colaboración futura. “Hemos sentado las bases para la confianza”, dice Wecht.
Pero son posibles otros campos de aplicación, por ejemplo en estaciones de carga de baterías. O en cualquier sitio donde sea necesario controlar la temperatura y una disipación del calor precisa. Formulado con las palabras de Glonning: “Dentro hay muchos conocimientos técnicos, y fuera, mucho potencial”.
