DirectCoating, proceso para generar piezas automotrices de plástico de manera económica y sostenible

Demostrador para el panel de control de una consola central, realizado con DirectCoating mediante el moldeado posterior de una película de policarbonato Makrofol impresa y acabado superficial con brillo profundo a base de puroclear. Foto: Rühl Puromer.

Las empresas Rühl Puromer GmbH y Covestro unieron fuerzas para ampliar la idoneidad de la tecnología DirectCoating (DC) de sistemas de recubrimiento de poliuretano (PU) que consiste en un nuevo proceso para producir piezas de plástico altamente integradas y decoradas con nobleza de manera económica y sostenible, con miras a lograr su producción a gran escala.

“Queremos abrir el proceso para un amplio uso en aplicaciones de electromovilidad y conducción autónoma y utilizarlo, por ejemplo, para fabricar piezas decorativas grandes con elementos de iluminación ambiental, operativos y de visualización multifuncionales y perfectamente integrados para interiores de automóviles”, dijo el Dr. Olaf Zöllner, director de desarrollo de aplicaciones para Europa en la entidad comercial de ingeniería de plásticos de Covestro.

“También vemos buenas oportunidades en partes exteriores de automóviles de pasajeros altamente integradas, como spoilers, cubiertas de radar, fascias delanteras y molduras de pilares con paneles táctiles para el acceso de vehículos. También hay un gran potencial en tecnología médica, de comunicaciones y de TI”, agrega el Dr. Ingo. Kleba, director general de Rühl Puromer.

Libertad de diseño sin límites

El proceso de DC combina dos tecnologías establecidas en un solo proceso: el moldeo por inyección de termoplásticos y moldeo por inyección de reacción (RIM) de sistemas de PU. Primero, se produce un portador termoplástico en una cavidad de molde y luego se transfiere a una segunda cavidad, que se agranda por el grosor de la capa de revestimiento. Allí, el sistema de PU se inyecta en el portador.

Los revestimientos de PU ofrecen una libertad de diseño inusualmente amplia. La superficie del componente puede hacerse transparente, translúcida o coloreada, y puede hacerse altamente resistente a medios químicos tales como cremas para la piel grasa o proporcionar hápticas suaves al tacto similares al cuero. Las estructuras de superficie de filigrana se pueden moldear con precisión. Las áreas de alto brillo pueden estar directamente adyacentes a las estructuras mate. Además, no es necesario invertir en sistemas de pintura independientes. En comparación con la pintura en aerosol, no hay pérdida de pintura debido al exceso de pintura y hay menos desperdicio debido a errores de pintura.

Arañazos que desaparecen solos

Covestro ha creado compuestos especiales de mezcla de PC y PC bajo las marcas registradas Makrolon, Bayblend y Makroblend para el proceso de CC, así como una amplia gama modular de materias primas de recubrimiento sin aditivos solventes, como los reticulantes de isocianato especiales Desmodur y Desmophen polioles para revestimientos de PU.

Para el proceso DC, Rühl ofrece, entre otros, los sistemas de recubrimiento de PU 2K estables a la luz y al color puroclear. Sus tiempos de ciclo RIM suelen ser al menos iguales a los del moldeo por inyección. Los sistemas contienen una “función de liberación interna” que ha sido probada en la producción en serie muchas veces. Por lo tanto, no es necesario rociar el molde con agente desmoldante. Esto contribuye a tiempos de ciclo cortos y un proceso simple.

Además, se han añadido a la gama de productos variantes autorreparables (efecto reflujo). “Los arañazos superficiales en la pintura, que son provocados rápidamente por las llaves del vehículo o las piedras, por ejemplo, desaparecen por sí mismos con el tiempo. Los componentes conservan su apariencia, valor y función durante más tiempo, lo que significa la máxima idoneidad para el uso diario”, afirma Kleba.

Unión fuerte incluso después del envejecimiento hidrolítico

Los grados Makrolon y puroclear transparente se adhieren firmemente entre sí, pero había margen de mejora en términos de adhesión durante el envejecimiento. Por lo tanto, los socios de desarrollo optimizaron varias combinaciones de materiales y evaluaron sus resistencias adhesivas en la prueba de pelado POSI (ISO 4624). “Ahora podemos ofrecer sistemas de materiales que cumplen con las especificaciones de adhesión OEM incluso después de un envejecimiento prolongado en ambientes cálidos y húmedos”, dijo Zöllner.

Superficies impecables y sin burbujas de aire

La simulación precisa del proceso de llenado de PU y la curvatura son esenciales para un rendimiento óptimo de un componente de CC. Covestro ha desarrollado herramientas adecuadas para este propósito. “Con un nuevo método de cálculo basado en una simulación dinámica de fluidos computacional (CFD) de dos fases, ahora es posible determinar con precisión dónde se forman las burbujas de aire durante el llenado y si permanecen en el componente o llegan a la ventilación del molde. Esto no fue posible con métodos anteriores”, explicó Christoph Bontenackels, responsable del cálculo de componentes de CC en Covestro. También está disponible una nueva herramienta de cálculo para simular la distorsión de los componentes. Se puede utilizar para encontrar la relación de espesor de capa óptima para estructuras 3D con saltos de espesor de pared más grandes, en los que la deformación y los tiempos de ciclo son mínimos.

Perspectiva: integración de películas

Los socios de desarrollo quieren ampliar aún más la gama de aplicaciones para el proceso de CC. Un enfoque consiste en integrar láminas en el proceso para ampliar las posibilidades de integración funcional. Por ejemplo, las láminas pueden imprimirse con pistas conductoras y diagramas de circuitos en el reverso, lo cual es un requisito previo para equipar los paneles de operación con funciones de teclas inductivas y retroiluminadas.