Compósitos termoplásticos reforçados com fibra contínua permitem a lâmina da roda para SUV totalmente elétrico

Acabamento liso. A NIO escolheu o Maezio da Covestro para sua lâmina com base na estética e aerodinâmica da fibra de carbono unidirecional. Fonte | Covestro


As pastilhas de lâmina semelhantes a raios para rodas automotivas, também conhecidas como lâminas de rodas, tornaram-se uma ferramenta popular para engenheiros de projeto que buscam aprimorar a estética e a aerodinâmica das rodas. Embora a fibra de carbono seja uma escolha popular de material para essas peças não estruturais, muitos designers estão procurando mostrar o material de maneiras diferentes, além do visual tecido tradicional que é normalmente usado para componentes externos e áreas de destaque. Covestro (Leverkusen, Alemanha; Xangai, China) anunciou recentemente que seus compostos termoplásticos reforçados com fibra contínua Maezio (CFRTP) estão sendo usados ​​na produção de uma lâmina de lâminas composta usada nas rodas de alumínio para os SUVs totalmente elétricos ES6 e ES8 fabricados pela NIO (Xangai, China). O material oferece aos OEMs e designers uma nova alternativa à aparência tradicional de tecido de fibra de carbono, oferecendo uma aparência única com fibra óptica de carbono unidirecional e uma variedade de opções de acabamento.

“Os designers estão procurando novos estilos para diferenciar suas aplicações”, diz Florian Dorin, especialista em compósitos automotivos da Covestro.

“Os compósitos Maezio são um material único porque redefinem como a beleza está associada à fibra de carbono”, acrescenta Yanbing Wang, designer sênior de CMF da NIO. “Eles estabeleceram uma nova direção estética com os fios de fibras unidirecionais que parecem dinâmicos e cheios de energia.”

Lançado em outubro de 2018, o Maezio inclui fitas e folhas reforçadas unidirecionais (UD) feitas de fibras de carbono impregnadas em uma matriz de policarbonato (PC). As fitas Maezio UD podem ser laminadas em diferentes ângulos para formar folhas ajustadas para atender a uma variedade de critérios mecânicos e de desempenho. As folhas resultantes são fortes, rígidas, leves e têm um acabamento de superfície natural e unidirecional.

Saiba mais sobre os compostos CFRTP contínuos Maezio da Covestro:

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Para a lâmina de roda da NIO, as folhas de Maezio são dispostas a partir de camadas de fita UD até a espessura necessária. As saliências dos parafusos são sobremoldadas e depois soldadas na peça. O sistema de matriz termoplástica de Maezio permite que ele seja facilmente unido a outros componentes funcionais durante o processamento. Neste caso particular, as inserções da lâmina de roda são unidas aos raios por meio de saliências de parafuso de policarbonato sobremoldado. O uso da mesma resina garante a aderência entre a saliência do parafuso e a lâmina.

A NIO selecionou Maezio para sua lâmina de roda principalmente com base nas propriedades estéticas e aerodinâmicas do material - as lâminas são uma parte não estrutural projetada para reduzir a resistência ao vento ao redor das rodas para melhorar a eficiência do combustível. No entanto, Dorin também enfatiza que vários fatores de desempenho devem ser levados em consideração. As lâminas de rodas estão sujeitas a forças de rotação e altas cargas térmicas criadas pela frenagem. De acordo com Dorin, o policarbonato Makrolon da Covestro, que fornece a matriz para Maezio, oferece boas propriedades de adesão simples e é compatível com uma ampla gama de revestimentos e processos de decoração para projetar superfícies exclusivas e, ao mesmo tempo, atender aos requisitos de desempenho.

A Covestro não conseguiu nomear seu fornecedor de revestimento, mas um sistema de revestimento foi desenvolvido para as lâminas de rodas que não apenas retém a beleza das fibras unidirecionais, mas também fornece a proteção necessária. O sistema de revestimento atende aos rigorosos requisitos de segurança e desempenho, incluindo resistência a impactos, produtos químicos e intempéries. Além disso, o policarbonato também exibe qualidades de alta estabilidade térmica, de modo que a pastilha da lâmina pode sobreviver a temperaturas induzidas por frenagem de até 150 ° C. A própria peça passou por testes mecânicos e submetidos a testes de rolagem, dobra, durabilidade e frenagem. Ele também foi submetido a jato de água de alta pressão, impacto de cascalho, testes de envelhecimento por calor de longo prazo, temperatura e exposição a produtos químicos como gasolina, diesel e fluido de freio. O material foi aprovado em todos os requisitos.

Acabamento mate. A matriz de policarbonato de Maezio é compatível com uma ampla gama de revestimentos, permitindo um sistema de revestimento fosco para a lâmina de roda de fibra de carbono unidirecional da NIO que exibe as fibras e ainda atende aos requisitos de desempenho. Fonte | Covestro

Com base no sucesso da lâmina de roda da NIO, Covestro vê uma possível oportunidade para uso em outras rodas de reposição, e o aplicativo deu à empresa a oportunidade de validar o desempenho geral do material para outras aplicações externas, como spoilers. Dorin também observou o potencial do material para uso em aplicações de interiores automotivos.

“Principalmente no interior, todos lutam por cada milímetro de espaço construtivo”, diz Dorin. “O uso significativo de compostos para tornar as peças mais finas, mantendo a rigidez e as propriedades estruturais e permitindo superfícies estéticas é o que vemos como um grande benefício do nosso material.”

Saiba mais sobre o uso potencial de Maezio no interior de veículos:

Covestro usa compósitos termoplásticos Maezio para protótipos de interiores de mobilidade futura

Além de sua estética e durabilidade, Maezio é um potencial capacitador de materiais para produção de alto volume. O material pode ser termoformado com altas taxas de rendimento e tempos de ciclo mais curtos para produzir milhões de peças por ano. De acordo com Dorin, os tempos de ciclo do material são talvez um pouco mais longos do que normalmente vistos na moldagem por injeção, mas muito mais rápidos do que o processamento de materiais à base de epóxi. Apesar dos inúmeros desafios técnicos que a Covestro e seus parceiros tiveram que superar, a lâmina de roda NIO foi desenvolvida do zero em apenas 18 meses, e a produção em massa começou no terceiro trimestre de 2019.