Tornando Materiais Compósitos Acessíveis: Inovação Maezio da Covestro

Já escrevi sobre os materiais Maezio de Compósito Termoplástico Reforçado com Fibra Contínua (CFRTP) da Covestro e sua aplicação nos condicionadores de ar high-end Casarte da Haier. Maezio agora está sendo usado no shank de tênis de corrida de edição limitada para a marca chinesa de roupas esportivas Bmai.

"A Covestro tem uma sede global em Xangai desde 2011", diz David Hartmann, VP sênior de growth ventures da Covestro que reside em Xangai. "Após a recessão global, percebemos que a China era o maior mercado único para nossos produtos, e como tal, não seria possível desenvolver nosso negócio aqui mantendo uma sede apenas na Europa." Assim, ele explica, a Covestro tem suas bases bem estabelecidas na Alemanha e EUA, mas o centro de gravidade para compósitos termoplásticos Maezio é muito fortemente na Ásia.

China Primeiro

"Vemos que o desenvolvimento mais cutting-edge e excitante para bens de consumo está na China", Hartmann continua. "Uma razão para isso é que consumidores chineses são muito tolerantes. Eles estão dispostos a tentar nova tecnologia e então passar para a próxima iteração. Se você pode acompanhar a velocidade de iteração, então é fácil surgir com novas oportunidades."

Embora parcerias e trabalhar ao longo de toda a cadeia de suprimentos sempre tenham sido chave para fornecedores de materiais — na DuPont, trabalhamos com nossos clientes diretos de papel Nomex, fabricantes de núcleo, bem como fabricantes de painéis e Boeing/Airbus — a abordagem da Covestro na China é um passo à frente. "Em nossa parceria com Bmai, estávamos discutindo e enviando informação de design de ida e volta 2-3 vezes por dia através de apps de comunicação digital. E é importante mensagear não apenas onde você tem sucesso, mas também onde você falha. Isso é muito atípico ao que é padrão na Europa e EUA."

Outra abordagem atípica é amostrar o mercado chinês diretamente através da plataforma 1688.com do Alibaba, o maior marketplace digital business-to-business na China. "Isso não é apenas um canal de vendas", diz Hartmann. "Estamos tornando nossos produtos mais acessíveis, o que torna mais fácil para clientes testarem o material e ajuda a impulsionar adoção de compósitos termoplásticos." Um carretel de 1 kg/33 m de fita unidirecional de fibra de carbono/policarbonato de 120 mm de largura é oferecido por 488 Yuan. Embora este seja o único produto Maezio no 1688.com, a Covestro também comercializou folhas em tamanhos sob medida e fitas em larguras de 120-730 mm, bem como alternativas tecidas 3k.

Desempenho para Todos

Uma razão para este novo nível de parceria é que compósitos são tão personalizáveis — ou, como a Covestro prefere, ajustáveis. "Quando fazemos uma entressola, sintonizamos precisamente a rigidez em uma direção e a flexibilidade em outra", diz Hartmann. "Para cada cliente/parceiro com quem estamos trabalhando em calçados — e há vários deles — estamos engenheirando um envelope de desempenho ligeiramente diferente baseado no que eles querem que aquele calçado alcance. Com compósitos termoplásticos, você pode fazer isso em larga escala."

Ele nota que a Covestro está em calçados há muito tempo com uma variedade de materiais, e que compósitos termofixos voltam aos anos 1980. "Nike estava usando eles em shanks e solas, mas eles estavam lá principalmente para aparência", Harmann relembra. "E então veio o Nike Vaporfly 4%, onde eles projetaram um calçado para ajudar a quebrar a barreira de maratona de 2 horas. Na corrida, não há nada entre você e a estrada exceto o calçado. Nike alegou que seu uso de compósitos e outra tecnologia naquele calçado retornou 4% da energia do corredor de volta a ele ou ela. Eles agora têm dados suficientes para mostrar que corredores neste calçado estão obtendo até 4% de vantagem."

Mas Bmai e Covestro não querem ajudar apenas atletas de elite a acessar este tipo de vantagem de desempenho. "É aqui que Bmai e nosso grupo na Maezio conectam", diz Hartmann. "Bmai é uma empresa incomum", adiciona a especialista global de produto da Covestro, Cholthee Chandrachoti. "Eles se separaram da marca atlética top na China mas se configuraram quase como contra-cultura. (NOTA: Bmai traduzido para inglês significa 'seja você mesmo'.) Eles estão localizados no meio do maior parque recreativo de Pequim e cada funcionário tem uma meta de corrida. Eles são super comprometidos em tornar desempenho atlético aberto a todos, enfatizando que todos têm direito de se ajudar a correr mais rápido e alcançar seu melhor." Ela adiciona que na China agora há mais de 1.000 maratonas por ano.

Sketches do designer de calçados Brett Golliff mostram a funcionalidade complexa sendo buscada em ambos designs e materiais (veja fibra de carbono na imagem central), bem como um vislumbre de como diferentes calçados podem ser no futuro, à direita.
FONTE: Coroflot.com (esquerda, centro) e (direita) originalmente de Complex.com (não mais disponível) mas atualmente postando em Sohu.com e museafrica.com.

Mudando Aplicações Tradicionais de Consumo

Esta ideia de democratizar desempenho atlético é intrigante. "Já recebemos pedidos de clientes sobre soluções desenhadas para mulheres, como saltos altos de alto desempenho", diz Chandrachoti. "Eles precisam flexibilidade para o antepé mas mais rigidez no arco e então ainda mais suporte conforme você move para o calcanhar. No entanto, fabricantes não querem muitos materiais e peças diferentes para montar. Eles querem uma peça. Podemos habilitar isso com Maezio."

Hartmann lista uma variedade de componentes potenciais de calçados incluindo entressolas, biqueiras, cabedais e solados. "A entressola é entre o amortecimento no topo e o solado externo", ele explica. "Designers de calçados estão tentando encontrar um material muito denso para suportar o calçado mas também contribuir funções como amortecimento e durabilidade." Chandrachoti adiciona pronação como outra função chave, que afeta saúde ortopédica, estabilidade e controle durante exercício. Pronação é o movimento lateral do pé ao caminhar ou correr. Se você sobreprona — ou seja, seu pé rola para dentro mais que o normal — então seu calçado deve ajudar distribuir impacto uniformemente e adicionar estabilidade. Se você subprona — ou seja, seu pé rola para dentro menos que o normal — então seu calçado deve fornecer mais amortecimento para absorver a força vertical extra e impacto. "Fabricantes de calçados querem aumentar rigidez, amortecimento e/ou flexibilidade para uma ação específica ou perfil de uso", ela explica. "Esta ajustabilidade tem sido limitada por materiais convencionais e o peso destes materiais também precisa ser reduzido. Compósitos termoplásticos oferecem solução para ambos os problemas."

Esta foi a primeira incursão da Bmai em materiais compósitos termoplásticos e um tipo de caso de teste. "A meta deles é manter o preço acessível. Bmai não tem muitas lojas de varejo — 70% de suas vendas são online. As poucas lojas que têm são chamadas 'centros de experiência' e oferecem educação para clientes sobre seus produtos." Porque Bmai não gasta muito dinheiro em anúncios ou marketing de grande porte, o preço médio para um par de seus calçados é abaixo de $100.

Opções de Matriz e Sustentabilidade

Policarbonato (PC) é o primeiro material comercializado para produtos Maezio porque a Covestro tem extensa expertise e capacidade aqui. "A solução para Bmai foi PC, mas estamos testando uma gama de materiais para calçados", diz Chandrachoti. "Temos dez materiais diferentes em teste, incluindo poliuretano termoplástico (TPU)."

Sobre reciclabilidade, Hartmann diz que até 2024, a UE quer banir plásticos de uso único. "Temos graus reciclados de PC no mercado já, e estamos olhando para isso para Maezio, mas precisamos de parceiros iniciais que queiram desenvolver isso. Não podemos fazer sozinhos porque envolve toda a cadeia de valor." Ele afirma que compósitos termoplásticos têm potencial para ser mais sustentáveis que termofixos porque sucata é picada e remoldada ou transformada em compostos de moldagem por injeção. "Reciclagem de circuito fechado para Maezio requereria construir uma cadeia de valor dedicada", Hartmann aponta. "Mas fizemos exatamente isso em nosso trabalho com Haier. Por oito meses, nossa equipe técnica acessou um grande número de parceiros na China para fazer aquele programa funcionar. Mas esse tipo de parceria e sustentabilidade são o futuro para ambas as indústrias de químicos e compósitos."

Outras Aplicações e Indústrias

Hartmann vê Maezio como fornecendo soluções leves para uma ampla gama de aplicações. "Temos vários programas automotivos comerciais ativos em andamento e estamos atualmente conversando com a maioria dos principais fabricantes de laptops." Ele diz que a indústria de laptops quer "mais fino e mais leve", ainda a tampa externa deve ser rígida o suficiente para proteger a eletrônica. Fabricantes tradicionalmente usaram ligas de magnésio para a superfície externa de laptops comerciais, mas houve problemas de cadeia de suprimentos e Maezio oferece alguma flexibilidade de design interessante incluindo vários acabamentos de superfície.

Packs de bateria e bagagem são outras aplicações em desenvolvimento. "Para bagagem, nosso material tem uma estética única bem como funcionalidade e leveza", diz Hartmann. "E conseguimos resolver os problemas com formação de estruturas deep-draw. Os cantos — chamados cantos de mala — são bastante difíceis. Quando alcançamos estes, realmente sentimos um senso de realização e também mostramos nossa capacidade de atender às necessidades da indústria." Esta conformabilidade também está ajudando desenvolvimento da Maezio em bikes e outros artigos esportivos.

Alto Desempenho, Alto Volume, Baixo Preço?

É interessante que todos os programas de desenvolvimento atuais da Maezio são para bens de consumo produzidos em volumes relativamente altos. "Para peças pequenas como uma palmilha de calçado ou tampa de laptop, você está olhando volumes anuais nos milhões", diz Hartmann. "É onde as vantagens de compósitos termoplásticos entram em jogo. Com termofixos, este volume era muito difícil. Com nossos materiais, não é um problema." Por quê? Por causa dos ciclos de moldagem rápidos possíveis, tipicamente medidos em 1-2 minutos, até segundos. "Ainda, sendo uma nova startup, sentimos que nosso trabalho é aprender sobre estas indústrias e mercados para melhor entender o que eles precisam, e o que devemos fazer para atender seus requisitos."

Hartmann diz que o significado de "Made in China" está mudando. "Há um fetiche de design aqui que é muito forte, mas está acoplado com um desejo de democratização. A meta é que todos devem ter acesso a estilo e desempenho." Ele cita o fabricante chinês de eletrônicos Xiaomi como bom exemplo. "Eles são conhecidos por produzir eletrônicos de alta qualidade, mas a um preço mais baixo", ele explica. "Eles se comprometeram a tomar apenas uma margem de lucro de 5% e visam uma grande população de clientes. Com Maezio, CFRTP da Covestro está em sintonia com esta evolução de mercado e produto. Estamos permitindo que pessoas experimentem as vantagens de design, desempenho e lifestyle que compósitos têm a oferecer — mas sem etiqueta de preço Lamborghini."