Os Materiais em Busca de Novas Aplicações

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3M Solutions
3M Brazil - Automotive Division
1
Microesferas de Vidro Ocas | Glass Bubbles
•
•
•
•
•
•
•
3M™ Glass Bubbles;
Oportunidades de Aplicação;
Termoplásticos;
Aplicação em Nylon e Fibra de Vidro;
SMC / BMC
Manta Asfáltica
Economia de Combustível
2
3M™ Glass Bubbles | Composição
Composição
SiO2
Na2O
CaO
B2O3
•
•
•
•
Peso %
70 – 80
3–8
8 – 15
2–6
Composição química similar ao Pyrex™
Resistente à alta temperatura
Resistente à água
Quimicamente estável
3
Classificação pelo Aspecto
Carbonato de Cálcio
Fibras de Vidro
NODULAR
FIBRA
Talco
Microesferas Cerâmicas
PLACA
ESFERA
4
Resistência x Densidade
5
Redução de Peso (g/cm³)
Sulfato de Bário
4,3
Wollastonita
2,9
Talco
2,7
Carbonato de Cálcio
2,7
Sílica
2,7
Esferas Sólidas de Vidro
2,5
Esferas Cerâmicas
2,1 – 2,5
Resina Termofixa
1,05 – 1,30
Resina Termoplástica
0,90 – 1,35
Esferas Ocas de Vidro
0,125 – 0,60
6
Oportunidades de Aplicação
7
Aplicações
• Desenvolvimento
8
Termoplásticos
• Redução de densidade
0,60 g/cm³ → redução de até 30% na
densidade do composto
• Melhoria na estabilidade dimensional
• Melhoria no fluxo (reologia)
Formato esférico → milhões de
pequenos rolamentos
• Aumenta capacidade de enchimento
• Aumenta o rendimento
Formato esférico → reduz
contração e empenamento
Menor temperatura do molde
e menor pressão de injeção
Satisfaz as tolerâncias de processo → aumenta
produtividade e reduz desperdícios
• Melhora o isolamento e propriedades dielétricas
Por serem ocas e não condutivas → excelentes
isolantes contra calor e eletricidade
9
Efeito na Densidade | Nylon & PP
5 – 15% de redução da densidade
10
Redução do Tempo de Ciclo | iM30K
• Comparativo do tempo de injeção da moldura do Filtro de Ar
• Formulações:
– PP + 20% Talco + negro de fumo (PPTV20)
– PP + 20% iM30K + negro de fumo (PPGB20)
11
Redução do Tempo de Ciclo | iM30K
12
Parte do Painel de Instrumento |
Hyundai Mobis
•
•
•
Material utilizado:
– PP + Talco;
– 3M Aditivo iM30K.
Características:
– Redução de 16,8% de peso vs. PC/ABS;
– Melhoria de estabilidade dimensional;
– Redução de distorções;
– Melhoria do fluxo e do enchimento do
molde.
Redução de custo:
– Redução de custo baseado no preço do
material na Coréia.
13
SMC / BMC | Exemplo
SMC Padrão ~ 1,7 g/cm³
SMC Light ~ 1,25 g/cm³
 Redução de Peso foi ~ 26%
 Mais liberdade em geometrias
complexas
 Facilidade de pintura – bom
acabamento
14
Manta Asfáltica
• Composto asfáltico e cargas minerais
• Amortecedores de vibração
• Aplicação:
– Automóveis: Chapas planas ou moldadas como painéis de porta, laterais,
assoalho, teto, caixa de roda, porta malas, entre outros.
• A quantidade de manta por veículo pode variar de 5 a 12 kg
• Primeiros resultados:
– Utilizando 15% de Microesfera Oca de Vidro
– Redução de aproximadamente 23% em peso
15
Economia de Combustível
• Em 2005, empresas fabricantes de veículos da Europa Ocidental
consumiam aproximadamente 3,1 milhões de toneladas de
plástico para produzir 18.362 milhões de automóveis e caminhões
leves (169 kg plástico por veículo);
• De acordo com uma publicação alemã:
– Cada 100 kg de peso de um veículo consome na ordem de 0,6 litros de combustível
por 100 km rodado;
– Assumindo que as microesferas usadas na maior parte dos plásticos para veículos
tenha densidade de 0,60 g/cm³, pode-se observar uma redução de 20% no peso
nominal, ou seja, 33,8 kg por veículo;
– Baseando em um consumo médio de 7,8 litros por 100 km rodados, isto pode
resultar em uma economia de combustível de 2,6%;
– Reduzindo também a emissão de CO2 para a atmosfera.
16
Specialty Trim Parts
 – STP at SAE
17
What is STP ?
• Specialty Trim Parts
• A process that enables molded shapes to be
manufactured with decorative features in a
variety of design with mono or multi color.
• A patented process
• A cost effective process against similar parts that
may use injection molding techniques.
• A customization technique without high cost or
high volume needs.
• Can be produced with the simplest of tooling
forms (unlike injection molded parts requiring
high cost and elaborate design costs)
18
Images
19
Product Construction
Design printed - optional
Printing:
Design Printed
Texture - optional
Special 3M Ink Series with
a high elongation
performance.
Thermo Polymer Film –> 3D Part
Polymer Type:
Usually – UV grade Polycarbonate.
Depending on the project, STP can also
use:
Texture - optional
Design printed
-PMMA
-PETG
-ABS
Etc…
Attachment system
20
Product Portfolio
• Wrapping
Polymer
Ink Layer
Mould
Features:
- Polymer is formed in situ over an existing
mould thus directly bonding to the substrate
material. A piece already produced is used
as a mould;
-Polymer thickness between 0,25 and
0,75mm;
-Undercut condition is achieved hiding the
edges of underlying mould/part.
21
Product Portfolio
• Shell
Polymer
Ink Layer
Mould
Features:
- Polymer is formed over a mould shape and
removed afterwards. The resulting shell is
attached during a further assembly step to
the chosen component which identically
matches the mold shapes;
- Polymer thickness between 0,75 and
1,5mm;
- Can be applied in the assembling line or at
the dealers.
22
Product Portfolio
• Stand-alone
Polymer
Ink Layer
Features:
Body
-Polymer is formed over a mould shape and
removed resulting in finished shaped parts.
These parts may be attached to other
components and replace the original;
-Polymer thickness larger than 1,5mm;
-3M Acrylic Foam Tapes or 3M Dual Lock
can be used as an attachment system.
23
Product General Features
• Elongation 350% for polycarbonate (0,75mm)
substrates (depend on thickness, mould shape
and complexity. Max 650%);
• Number of colors is unlimited, but typically less
than 5;
• Wrappings need form stable and compatible
materials;
• Shell and Stand-alone use any suitable
materials which will allow an appropriate
attachment method (Adhesives, Screw
Fasteners, etc).
• Printing in the 2nd surface protects
design and deliveries durability and long
lasting.
24
MOULDING
SURFACE
PREPARATION
PAINTING
Standard vs. STP
process
ASSEMBLING & ADJUSTING
painted parts
mould parts
PAINT PU
MIXING
FLAT BED
SCREENPRINTING
VACUUM
THERMOFORMING
stickers
SHAPING
25
Project and Product Benefits
- There are just a flat
surface tank and a
frame on the front
cover;
- The finished shape
and design are
delivered by STP;
- Project Cost
Reduction;
- Customization.
26
- The tank is made of
low quality plastic,
recyclable, and without
any paint or treatment.
The tank mould doesn’t
need final finishing;
- The finishing and final
design are delivered by
STP;
- Product and Project
Cost Reduction;
- Customization.
27
-AugustaWestland
Helicopter windshield
was not protect during
the adjustment on the
flight line before the final
delivery to the
customer;
- STP avoids damage,
so replacement and rework are not needed;
- Cost Saving;
- Customer Care
Improvement.
28
-The ink used to paint
the engine cover is
prohibited in Europe;
- Yamaha Japan ships
the motorcycle to
Europe without paint on
the engine cover
surface;
- STP uses inks
approved for European
regulation and deliveries
the final color to the
motorcycle;
- Improvement of
Market Share.
29
Tooling Cost Benefit
• A cost effective process against similar
parts that may use injection molding
techniques. STP can be produced with the
simplest of tooling forms;
• Stand Alone tools up to 10 times less
expensive than standard process with
injection moulding;
• Wrapping tools cost almost zero.
30
Design Features
Low (no) image distortion:
- Lines still lines;
- Right angles still right angles;
- Squares still squares.
31
Brazil - Current Applications
STP - New Uno
32
Thank You Very Much!!!!
33

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