Desde la fabricación del que se considera el primer automóvil de gasolina en 1885 por Karl Benz, la industria del automóvil ha pasado por oleadas de evolución [1]. La siguiente fase de esta evolución son los vehículos de nueva energía (VNE). Se trata de coches que utilizan fuentes de energía alternativas, como la electricidad y el hidrógeno, en lugar de gasolina o gasóleo.
De todos los NEV, los vehículos eléctricos de batería, que funcionan totalmente con electricidad almacenada en grandes paquetes de baterías, son los preferidos por su fácil acceso a la electricidad. Esto ha generado una demanda de innovaciones en la fabricación de piezas para VE. Muchos países y regiones del mundo, como el Reino Unido, Canadá y Dinamarca, van a dejar de vender vehículos diésel (también llamados motores de combustión interna o ICE) entre 2025 y 2040. [2].
China y algunos estados de Estados Unidos también se han fijado el objetivo de prohibir la venta de nuevos vehículos ligeros y medios diésel y de gasolina para 2035. El cambio de orientación hacia la fabricación de piezas para VE ha hecho necesario un cambio en la forma en que los fabricantes enfocan fabricación de moldes y moldeo por inyección.
En qué se diferencia la fabricación de piezas para vehículos eléctricos de la de los vehículos tradicionales
Los vehículos de nueva energía suelen tener menos piezas móviles en comparación con los vehículos tradicionales. Además, las piezas de plástico utilizadas en los NEV suelen tener requisitos de precisión y rendimiento más elevados. Se prefieren los plásticos con una alta relación resistencia-peso para mantener bajo el peso de los vehículos eléctricos y mejorar la eficiencia de la batería.
Para lograrlo, a menudo se introduce una gama más amplia de plásticos, incluidos los compuestos, los plásticos de ingeniería y las resinas recicladas postconsumo (PCR). La tasa de crecimiento anual compuesto prevista del mercado del automóvil de PCR de 2025 a 2030 es del 11,1%. [3]. El PCR es una alternativa rentable al plástico virgen, lo que puede explicar su creciente popularidad.
Los parámetros vitales, incluyendo la velocidad de flujo, la temperatura y la presión, deben optimizarse durante el moldeo por inyección de resinas recicladas postconsumo para crear piezas para vehículos eléctricos. El molde puede modificarse con equipos especializados, como sistemas de desgasificación y filtros, para gestionar los contaminantes y eliminar los compuestos volátiles. Alternativamente, pueden utilizarse sistemas de moldeo a baja presión para mantener la integridad del PCR.
La fabricación de piezas para vehículos eléctricos con PCR consume hasta 801 TP4T menos energía y emite menos gases de efecto invernadero en comparación con los plásticos vírgenes. Dado que el uso de PCR se ajusta al objetivo general de reducir la huella de carbono y mejorar la sostenibilidad medioambiental, es probable que los fabricantes de automóviles que deseen mejorar su calificación medioambiental se decanten por las piezas fabricadas con este material.
Por lo tanto, es importante trabajar con un fabricante de moldes que comprenda las peculiaridades de la fabricación de piezas para vehículos eléctricos utilizando PCR, a fin de crear moldes modificados que puedan manejar eficazmente este material. A continuación se indican otras diferencias clave que hacen que el proceso de moldeo por inyección de piezas para vehículos eléctricos sea diferente al de los vehículos tradicionales.
Complejidad del diseño debido a la integración de piezas
Podría decirse que la principal diferencia entre los NEV y los vehículos tradicionales es la forma en que se genera y transmite la potencia a las ruedas. La tabla siguiente muestra las diferencias entre el moldeo por inyección en la fabricación de componentes clave de los ICE y los EV.
| Piezas | Vehículos tradicionales | Vehículos eléctricos (VE) |
|---|---|---|
| Fuente de alimentación principal | Motor: contiene pistones, válvulas, cigüeñal, bujías y correas de distribución que generan y transmiten energía. Esto requiere la creación de varios moldes pequeños para fabricar los diferentes componentes. | Paquete de baterías: almacena energía. Esta energía almacenada alimenta los motores eléctricos que impulsan el vehículo. Las carcasas de las baterías de los vehículos eléctricos suelen fabricarse utilizando un molde multicavidad para reducir el coste por unidad y maximizar el tiempo de producción. |
| Sistema de refrigeración | Utiliza radiador, bomba de agua y termostato para la refrigeración. Al igual que el motor, el sistema de refrigeración consta de varias piezas pequeñas, algunas de las cuales se fabrican mediante moldeo por inyección y se montan. | Utilice ventiladores para hacer circular el aire ambiente, bombas de agua eléctricas que hagan circular el refrigerante, o ambos. Las rejillas, diseñadas para facilitar la circulación del aire, suelen fabricarse mediante moldeo por inyección multicomponente. |
Las carcasas de las baterías de los vehículos eléctricos, por ejemplo, suelen fabricarse con compuestos avanzados que se centran en una alta relación resistencia-peso para proporcionar soporte estructural, ayudar a la gestión térmica y garantizar la seguridad contra incendios. Las carcasas de las baterías de los vehículos eléctricos suelen tener un diseño complejo, que debe cumplirse sin afectar a su función. Esta y otras piezas requieren diseños de moldes intrincados con deslizadores complejos, canales de refrigeración y, en algunos casos, capacidades de moldeo multidisparo.
Mayor énfasis en la precisión y la tolerancia
El requisito fundamental durante la producción de piezas de automóvil tradicionales suele ser la apariencia (lograr una superficie brillante y una textura suave al tacto) y la resistencia a la intemperie, manteniendo al mismo tiempo un bajo coste de producción.
Por otro lado, la producción de piezas para vehículos eléctricos se centra más en lograr una mayor precisión y una tolerancia más estricta, especialmente en el caso de las piezas sensibles relacionadas con los sistemas de baterías y los componentes electrónicos. Las piezas moldeadas para VE deben ajustarse perfectamente, ya que los problemas de ruido, vibración y dureza (NVH) son más evidentes en los VE que en los vehículos tradicionales. [4]. Una mayor precisión también garantiza la fiabilidad y seguridad de los componentes electrónicos. Durante la fabricación de piezas EV, algunas de las consideraciones de diseño para una tolerancia ajustada son:
- Mantenimiento de un espesor de pared uniforme: Esto ayuda a prevenir deformación y defectos por enfriamiento desigual.
- Mejora de la expulsión del molde con ángulos de desmoldeo: Añadido para reducir la tensión durante la expulsión.
- Mejora de la resistencia con costillas o refuerzos: Minimiza la contracción y mejora la resistencia de la pieza EV sin aumentar el uso de material.
Iteración de diseño más rápida para la fabricación de piezas de vehículos eléctricos en constante evolución
Los vehículos tradicionales han alcanzado su punto álgido en cuanto a evolución. Rara vez se realizan mejoras significativas en las piezas ya existentes. No es el caso de los NEV, que siguen siendo un mercado en rápida evolución. Uno de los mayores retos en el camino hacia la adopción de los vehículos eléctricos es la ansiedad por la autonomía. Para combatir este problema, los fabricantes realizan continuamente iteraciones de diseño, ya sea para aligerar los vehículos eléctricos utilizando diferentes materiales, mejorar la aerodinámica o hacer que se carguen más rápido.
Por lo tanto, la fabricación de moldes para vehículos eléctricos suele incluir métodos de prototipado y herramientas rápidas que ayudan a comercializar nuevas piezas más rápidamente, en comparación con los ciclos de desarrollo más largos que caracterizan a la mayoría de la producción tradicional de piezas para vehículos.
Comparación del proceso de moldeo por inyección entre vehículos eléctricos (EV) y vehículos con motor de combustión interna (ICE)
Además de la diferencia en la finalidad entre la fabricación de piezas para vehículos de combustión interna y la fabricación de piezas para vehículos eléctricos, el proceso de moldeo también es diferente. Por ejemplo, para que el proceso de moldeo de los vehículos eléctricos sea más sostenible, el proceso de moldeo por inyección utiliza maquinaria optimizada para un menor consumo de energía, lo que se ajusta perfectamente a sus objetivos respetuosos con el medio ambiente. Otras diferencias notables en el proceso de moldeo por inyección para la producción de piezas para vehículos eléctricos incluyen:
1. El uso de maquinaria especializada para el procesamiento de materiales.
Las piezas para vehículos eléctricos se fabrican utilizando compuestos o termoplásticos de alto rendimiento. Propiedades como la resistencia química, la resistencia al calor y la alta relación resistencia-peso suelen favorecer la elección de estos materiales. Estas propiedades garantizan la durabilidad de estos materiales cuando se utilizan para componentes relacionados con las baterías, donde la producción de calor y las fugas químicas pueden ser inevitables. Por consiguiente, los moldes para fabricar piezas para vehículos eléctricos utilizando estos materiales deben tener las siguientes propiedades:
- El punto de fusión del alto rendimiento polímeros como el PEEK puede ser hasta 343oC [5]. El molde debe poder funcionar a esta temperatura sin deformarse. Suelen incorporarse sofisticados sistemas de calentamiento y enfriamiento para garantizar un control uniforme de la temperatura y evitar un curado y un alabeo inconsistentes.
- Los moldes para fabricar piezas de vehículos eléctricos para aplicaciones de alto rendimiento deben estar hechos de materiales muy duraderos, como acero de alta calidad (por ejemplo, H13 o P20), en lugar del aluminio más barato que se usa en los moldes estándar para fabricar piezas de motores de combustión interna.
- El complejo diseño de los vehículos eléctricos, resultado de la consolidación de piezas, a menudo requiere diseños meticulosos de canales, entradas y sistemas de ventilación para gestionar adecuadamente el flujo de material y evitar defectos comunes como marcas de flujo y vacíos.
- El material del molde para fabricar piezas de vehículos eléctricos utilizando materiales reforzados con fibra, como fibra de carbono o fibra de vidrio, debe tener una alta resistencia al desgaste para soportar la naturaleza abrasiva de los materiales.
- Las máquinas de moldeo para la producción de piezas para vehículos eléctricos suelen ser más especializadas y utilizan sistemas hidráulicos avanzados que ofrecen un control superior sobre la velocidad de inyección, la temperatura de fusión y la presión de compactación, lo que garantiza la repetibilidad y la calidad constante de las piezas.
2. Mayor aplicación del sobremoldeo
El mayor énfasis de los vehículos eléctricos en la electrónica implica un mayor uso de técnicas como sobremoldeo para lograr un sellado adecuado y las funciones deseadas, como el sellado ambiental, una mayor durabilidad, aislamiento eléctrico, amortiguación de vibraciones y amortiguación acústica para una experiencia de conducción más silenciosa en los vehículos eléctricos. Algunas de las piezas de los vehículos eléctricos que requieren sobremoldeo son:
- Conectores y puertos de carga para lograr sellados impermeables que protejan los componentes sensibles del polvo, el agua y otros elementos ambientales.
- Las carcasas sobremoldeadas protegen los componentes de la batería contra el estrés mecánico y las temperaturas extremas.
- Las unidades de control electrónico (ECU) suelen estar completamente recubiertas de plástico mediante técnicas de sobremoldeo, lo que las hace más ligeras y extremadamente robustas.
- Esta técnica de moldeo también se utiliza en fabricación de piezas interiores para vehículos eléctricos para conseguir una estética pulida y mejorar el confort, como en los volantes.
Aunque el moldeo por inyección se utiliza para fabricar piezas tradicionales para vehículos con motor de combustión interna y vehículos eléctricos, su aplicación en estos últimos es más amplia e implica componentes críticos, con un enfoque en la reducción de peso y la eficiencia. Cuando busque un fabricante de moldes o un socio para la producción de piezas para vehículos eléctricos, asegúrese de que el fabricante comprenda estas diferencias para obtener el mejor resultado posible.
Referencias
[1] Mercedes-Benz Group AG. (s. f.). 1885-1886: La invención del automóvil. Grupo Mercedes-Benz. Consultado el 8 de diciembre de 2025, en https://group.mercedes-benz.com/company/tradition/company-history/1885-1886.html
[2] Consejo Internacional sobre Transporte Limpio. (11 de mayo de 2020). ¿El fin del camino? Resumen de los anuncios sobre la eliminación gradual de los vehículos con motor de combustión. Consejo Internacional sobre Transporte Limpio. https://theicct.org/wp-content/uploads/2021/06/Combustion-engine-phase-out-briefing-may11.2020.pdf
[3] Grand View Research. (s. f.). Informe sobre los plásticos reciclados postconsumo en el mercado automovilístico. Consultado en abril de 2024, en https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/post-consumer-recycled-plastics-automotive-market-report
[4] ANSYS. (s. f.). ¿Qué es el NVH automotriz? ANSYS. Consultado el 27 de abril de 2025, en https://www.ansys.com/blog/what-is-automotive-nvh
[5] SpecialChem. (7 de noviembre de 2025). Poliéter éter cetona (plástico PEEK): Propiedades, procesamiento y aplicaciones. SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/polyetheretherketone-peek-thermoplastic
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