A simulação de espuma de sistemas de PU agora também está disponível para volantes de carro

• O design do processo virtual melhora a ventilação do ar nos moldes e prevê a distribuição da densidade da espuma
• Vantagens para fabricantes de volantes: desenvolvimento de componentes mais rápidos e processos personalizados mais confiáveis

Sob a lupa virtual

A BASF expandiu sua ferramenta de simulação Ultrasim^® para que agora possa prever com precisão a formação de espuma e cura do sistema de espuma integral flexível Elastofoam^® I para volantes automotivos. Com simulação detalhada, as reações químicas mais importantes podem ser calculadas, bem como o comportamento do fluxo da espuma de poliuretano no molde. Em cada ponto do molde, a simulação leva em consideração as condições ambientais e de processo, como temperatura, pressão e concentração de material, além de elementos componentes especiais, como esqueleto metálico e cabos. Com base na descrição detalhada dos sistemas de espuma abrangentes agora disponíveis pela primeira vez no Ultrasim^®, é possível identificar, como olhar através de uma lupa virtual, os vazios de ar críticos no componente, adaptar as saídas de ar e projetar um processo de fabricação de volante estável muito antes de o molde ser construído. O novo serviço da BASF permite que os fabricantes de volantes encurtem os ciclos de desenvolvimento, reduzindo custos e, ao mesmo tempo, percebendo as tendências para uma maior integração funcional, mais eletrônicos e design individual nos volantes. É usado por fornecedores automotivos, como Sistemas de Segurança Automotiva ZF-TRW.

Apesar do comportamento de fluxo complexo: aberturas de ar e distribuição de densidade são previstas com precisão

Os volantes são os pontos de contato mais importantes em um carro - a sensação, a aparência e a funcionalidade estão diretamente ligadas ao design dos componentes. Eles são componentes complexos cuja forma e elementos, incluindo um esqueleto de metal, cabos, botões e recursos de design, combinados com espaço limitado, colocam muitas demandas na espuma de poliuretano e no processo de formação de espuma. Portanto, a simulação é baseada em dados extensos de materiais e classes de materiais complexos porque todos esses aspectos afetam o comportamento de enchimento e a distribuição de densidade resultante. O comportamento do fluxo deve ser modelado com mais precisão do que no caso de, por exemplo, painéis de instrumentos: canais de fluxo são divididos e reunidos, pequenas fendas devem ser passadas e áreas grossas devem ser preenchidas de forma confiável.

Um parâmetro particularmente crítico é a ventilação do molde e os diferentes métodos usados para implementá-lo no processo de produção. A colocação de saídas de ar tem o objetivo de evitar lacunas de ar no componente, pois afetam a estabilidade e a aparência do volante. A simulação de preenchimento com Ultrasim^® pode prever com precisão a posição e o tamanho dos espaços de ar em potencial e ajudar os clientes a posicionar os respiradouros corretamente - reduzindo assim o número de respiradouros e o risco de espaços de ar. O modelo de fluxo exato também inclui processos específicos do cliente e da peça, por exemplo, a rotação do molde durante o processo de formação de espuma. Também nesses casos, a precisão da previsão da ferramenta de simulação da BASF em relação ao comportamento do fluxo e vazios de ar foi validada em relação aos componentes fabricados pelo cliente. 

A ferramenta de simulação da BASF também calcula a distribuição de densidade. Isso é crucial para a sensação, ou seja, a dureza local do volante, que é prescrita pelos fabricantes de automóveis. Para prever a densidade em todos os pontos do componente, o modelo de material para Elastofoam^® I foi desenvolvido de forma a descrever em detalhes a expansão da espuma em função de reações químicas, o desenvolvimento da temperatura local, a pressão e concentração inicial de gás. Este é o ponto de partida para descrever os volantes feitos de espuma de poliuretano não apenas em termos de processamento, mas também para determinar o comportamento mecânico do próprio componente, por exemplo, rigidez e dureza. Até agora era possível medir a chamada dureza Shore dos volantes apenas em testes no componente real, mas não prevê-la na fase anterior do projeto puramente virtual.

Espuma flexível integral Elastofoam^® I: núcleo de espuma leve, camada firme

Além de seu serviço técnico estabelecido ao cliente, a BASF continua a desenvolver processos e fabricação de peças customizadas de seus comprovados sistemas de espuma integral flexível com seu novo serviço Ultrasim^®. Em um processo único e combinado com um revestimento moldado, o Elastofoam^® I de baixa densidade forma uma pele integral como uma superfície decorativa e protetora que é resistente aos raios UV, arranhões e abrasão. Volantes feitos de Elastofoam^® Tenho um toque macio e confortável combinado com uma camada externa resistente. São resistentes ao desgaste e duráveis, não são afetados por suor, proteção solar ou agentes de limpeza. Dependendo da geometria da peça, os sistemas atuais oferecem uma redução significativa de peso de até 10 por cento sem perda de propriedades em tempos de desmoldagem de até 60 segundos e baixas emissões.