Le resine termoindurenti sono destinate a svolgere un ruolo chiave nell'alleggerimento dei veicoli

Stephen Moore | 11 agosto 2023

Considerato a lungo in declino, lo stampaggio di resine termoindurenti viene ripreso da due aziende giapponesi come un processo con un ampio potenziale per contribuire all’alleggerimento dei veicoli elettrici (EV). Il costruttore di macchine a iniezione Nissei Plastic e partner di sviluppo Sumitomo Bakelite, un fornitore di resine termoindurenti, hanno tenuto un evento interno presso il Centro Congressi di Nagoya dal 2 al 4 agosto 2023, nella prefettura di Aichi, presentando molteplici soluzioni di stampaggio termoindurenti e altro ancora a 230 aziende del settore automobilistico, inclusi OEM e livelli. Sede degli stabilimenti Toyota Motor e Honda, Aichi è considerata la capitale della produzione automobilistica in Giappone.

Tradizionalmente, in Giappone lo stampaggio a iniezione di materiali termoindurenti viene utilizzato per stampare componenti relativamente piccoli per il settore elettrico, con un peso in genere pari o inferiore a 150 g. Nissei Plastic e Sumitomo Bakelite, tuttavia, puntano su componenti che fanno pendere la bilancia a 1 kg o più per applicazioni come le coperture degli invertitori degli assi elettrici. Le parti prototipo stampate su una pressa per stampaggio a iniezione di materiali termoindurenti Nissei FWX760III-130BK utilizzando resina fenolica derivata dalla biomassa pesano 1,4 kg, ma sono comunque dal 50 al 70% più leggere delle tradizionali coperture in acciaio e dal 20 al 50% più leggere delle versioni in alluminio.

Intervenendo con PlasticsToday all'evento in Giappone, il CEO di Nissei Plastic, Hozumi Yoda, ha sottolineato il fatto che il "760" nel nome del modello della macchina si riferisce allo spazio tra le colonne di 760 x 760 mm, piuttosto che alla forza di chiusura di 3.540 kN (360 tonnellate). “In generale, riteniamo che le macchine a iniezione tendano ad essere troppo specifiche per l’applicazione in questione, con gli stampatori che tendono a spingere la resina attraverso il cilindro di iniezione ad alta pressione e a compensare ciò con una forza di serraggio più elevata nel caso di stampaggio termoplastico, " Lui ha spiegato. “Il nostro approccio consiste nell’ottimizzare la pressione di iniezione utilizzando il nostro sistema di stampaggio a bassa pressione N-SAPLI e nell’applicare la forza di chiusura minima”.

Il sistema di controllo N-SAPLI può essere applicato anche allo stampaggio di termoindurenti per controllare con precisione il flusso del polimero liquido nello stampo, elevando così la precisione della parte finale ad una tolleranza di 0,3 mm rispetto agli 0,7 mm normalmente ottenibili. “Puntiamo ad una precisione di 0,2 mm applicando N-SAPLI allo stampaggio a iniezione-compressione di una resina termoindurente”, ha aggiunto Yoda.

Un’altra area in cui Sumitomo Bakelite e Nissei Plastic stanno promuovendo l’innovazione è l’incapsulamento dei circuiti stampati, che viene tradizionalmente effettuato utilizzando il processo di stampaggio a trasferimento, più costoso e di minore precisione. Il controllo preciso della pressione di iniezione a bassi livelli è fondamentale in questa applicazione per prevenire danni ai circuiti stampati. "In genere, è necessario limitare la pressione di iniezione a meno di 13 MPa e sulla nostra pressa FNX110III-18AK abbiamo dimostrato che possiamo controllare la pressione nell'intervallo compreso tra 6 e 10 MPa", ha affermato Yoda.

Una terza resina termoindurente contenuta nella gomma siliconica liquida (LSR) di Nissei Plastic ha potenziale per applicazioni nei distanziatori delle celle delle batterie e nei connettori delle batterie dei veicoli elettrici ad alta tensione resistenti all'acqua, per giunta. L’attuale materiale scelto per i distanziatori delle celle della batteria, che compensano l’espansione e la contrazione delle celle durante la carica e la scarica, è la gomma EPDM.

Durante l'evento interno, Nissei Plastic ha esposto la pressa completamente elettrica NEX180III-5ELM con forza di chiusura di 180 tonnellate, dotata di un sistema di dosaggio Elmet e del proprio sistema con pistone a spirale che combina i vantaggi first-in/first-out di una macchina in linea avvitare con la precisione di dosaggio di un sistema a stantuffo.

Consapevole che un giorno, in futuro, l’emergere delle batterie a stato solido potrebbe trasformare i requisiti materiali dei sistemi di guida dei veicoli elettrici, chi scrive ha suggerito una potenziale applicazione alternativa per i distanziatori delle celle della batteria in fase di stampaggio a Nagoya. Ha debitamente accettato due campioni da riportare alla sua base a Singapore e attualmente li utilizza come tovagliette resistenti al calore.

Nota dell'editore: Stephen Moore, l'autore di questo articolo, è un direttore esterno di Nissei Plastic.