La simulación de espuma de los sistemas de PU ahora también está disponible para volantes de automóviles

• El diseño del proceso virtual mejora la ventilación del aire en los moldes y predice la distribución de la densidad de la espuma
• Ventajas para los fabricantes de volantes: desarrollo de componentes más rápido y procesos personalizados y más fiables

Bajo la lupa virtual

BASF ha ampliado su herramienta de simulación Ultrasim^® para que ahora pueda predecir con precisión la formación de espuma y el curado del sistema de espuma integral flexible Elastofoam^® I para volantes de automóviles. Con la simulación detallada, se pueden calcular las reacciones químicas más importantes, así como el comportamiento de flujo de la espuma de poliuretano en el molde. En cada punto del molde, la simulación tiene en cuenta las condiciones ambientales y del proceso, como la temperatura, la presión y la concentración de material, así como los elementos de componentes especiales, como el esqueleto metálico y los cables. Con base en la descripción detallada de los sistemas integrales de espuma ahora disponibles por primera vez en Ultrasim^®, es posible identificar, como mirar a través de una lupa virtual, los vacíos de aire críticos en el componente, adaptar las salidas de aire y diseñar un estable proceso de fabricación de volantes mucho antes de que se construya el molde. El nuevo servicio de BASF permite a los fabricantes de volantes reducir los ciclos de desarrollo, reduciendo así los costos, al mismo tiempo que se dan cuenta de las tendencias hacia una mayor integración funcional, más electrónica y diseño individual en los volantes. Es utilizado por proveedores automotrices como Sistemas de Seguridad Automotriz ZF-TRW.

A pesar del complejo comportamiento del flujo: las salidas de aire y la distribución de la densidad se predicen con precisión

Los volantes son los puntos de contacto más importantes en un automóvil: la sensación, el aspecto y la funcionalidad están vinculados directamente al diseño de los componentes. Son componentes complejos cuya forma y elementos, incluido un esqueleto de metal, cables, botones y características de diseño, combinados con un espacio limitado, exigen mucho a la espuma de poliuretano y al proceso de formación de espuma. Por lo tanto, la simulación se basa en datos de materiales extensos y leyes de materiales complejas porque todos estos aspectos afectan el comportamiento de llenado y la distribución de densidad resultante. El comportamiento del flujo debe modelarse con mayor precisión que en el caso de por ej., paneles de instrumentos: los canales de flujo se dividen y vuelven a unir, se deben pasar pequeñas ranuras y las áreas gruesas deben llenarse de manera confiable.

Un parámetro particularmente crítico es la ventilación del molde y los diferentes métodos utilizados para implementarlo en el proceso de producción. La colocación de salidas de aire tiene como objetivo evitar los huecos de aire en el componente, ya que perjudican la estabilidad y el aspecto del volante. La simulación de llenado con Ultrasim^® puede predecir con precisión la posición y el tamaño de los posibles huecos de aire y ayudar a los clientes a colocar los respiraderos de aire correctamente: por lo tanto, se puede reducir el número de respiraderos y el riesgo de huecos de aire. El modelo de flujo exacto también incluye procesos específicos de piezas y clientes, por ej., el molde girando durante el proceso de formación de espuma. También en estos casos, la precisión de predicción de la herramienta de simulación de BASF con respecto al comportamiento del flujo y los vacíos de aire se ha validado en comparación con los componentes fabricados por el cliente. 

La herramienta de simulación de BASF también calcula la distribución de densidad. Esto es crucial para la sensación, es decir, la dureza local del volante, que es prescrita por los fabricantes de automóviles. Para predecir la densidad en todos los puntos del componente, el modelo de material para Elastofoam^® I se desarrolló aún más de tal manera que describe en detalle la expansión de la espuma en función de las reacciones químicas, el desarrollo de la temperatura local, la presión y la concentración inicial de gas. Este es el punto de partida para describir volantes hechos de espuma de poliuretano no solo en términos de procesamiento, sino también para determinar el comportamiento mecánico del componente en sí, por ej., rigidez y dureza. Hasta ahora ha sido posible medir la denominada dureza Shore de los volantes solo en pruebas sobre el componente real, pero no predecirla en la fase anterior del proyecto puramente virtual.

Espuma integral flexible Elastofoam^® I: núcleo de espuma ligera, capa firme

Además de su servicio técnico al cliente establecido, BASF sigue desarrollando la fabricación a medida del proceso y de las piezas de sus probados sistemas de espuma integral flexible con su nuevo servicio Ultrasim^®. En un proceso de una sola vez y combinado con un revestimiento en el molde, el Elastofoam^® I de baja densidad forma una piel integral como una superficie decorativa y protectora que es resistente a los rayos UV, los rayones y la abrasión. Volantes hechos de Elastofoam^® Tengo un tacto suave y confortable combinado con una capa exterior resistente. Son resistentes al desgaste y duraderos, no se ven afectados por el sudor, la protección solar o los agentes de limpieza. Dependiendo de la geometría de la pieza, los sistemas actuales ofrecen una reducción de peso significativa de hasta un 10 por ciento sin pérdida de propiedades en tiempos de desmoldeo de hasta 60 segundos y bajas emisiones.