Materiali plastici innovativi per le parti strutturali del settore automobilistico

Nelle automobili moderne, la plastica costituisce circa 15-20% del peso dell'auto, anche se può rappresentare fino a 50% del volume. ^[1]. L'applicazione delle materie plastiche nell'industria automobilistica ha continuato a crescere nel corso degli anni, grazie alla spinta delle case automobilistiche verso l'alleggerimento.

L'alleggerimento dei veicoli contribuisce a migliorare il risparmio di carburante. Con lo spostamento verso i veicoli a nuova energia (NEV), l'alleggerimento è fondamentale per placare l'ansia da autonomia. Si prevede che entro il 2030 il peso dei veicoli sarà pari a 30%. I veicoli moderni utilizzano le materie plastiche sia per i componenti strutturali esterni che per quelli interni. Di conseguenza, la classificazione dei materiali per autoveicoli si basa sul loro utilizzo come segue;

• Materiali plastici per autoveicoli per le parti esterne: Possono svolgere ruoli estetici e funzionali. A causa della loro collocazione, devono essere resistenti agli agenti atmosferici (ad esempio, ai raggi UV), avere un'elevata resistenza agli urti e avere l'aspetto desiderato. Esempi di componenti esterni realizzati in plastica sono griglie, paraurti, spoiler e maniglie delle portiere.
• Plastiche per parti interne: Le materie plastiche utilizzate negli interni dei veicoli possono anche avere un ruolo decorativo o funzionale. Si prevede che abbiano un basso contenuto di composti organici volatili, fattore cruciale per la qualità dell'aria negli ambienti interni. ^[2]. Altre proprietà importanti dei materiali plastici per auto per le parti interne sono il comfort e la resistenza ai graffi. Ne sono un esempio i pannelli delle porte, i cruscotti, le console centrali e le bocchette di ventilazione.
• Materiali plastici per parti strutturali di autoveicoli: Vengono anche chiamate plastiche "under-the-hood". La loro proprietà principale è l'elevata resistenza agli agenti chimici, al calore e all'usura, perché operano in un ambiente estremo. I collettori di aspirazione dell'aria e i coperchi del motore sono esempi di componenti sotto il cofano realizzati in plastica.  

Considerazioni sulla progettazione e sui materiali delle parti esterne degli autoveicoli

La progettazione di parti esterne di autoveicoli che utilizzano materiali per lo stampaggio a iniezione deve trovare un equilibrio tra efficienza operativa, estetica e redditività a lungo termine. I progettisti devono considerare la standardizzazione, la serializzazione e la comunalizzazione per migliorare la qualità e ridurre i costi.

• Standardizzazione: L'utilizzo di componenti standard o di dimensioni standard riduce i tempi di progettazione e migliora la compatibilità.
• Serializzazione: L'utilizzo dello stesso progetto di base per produrre dimensioni o capacità diverse migliora le economie di scala.
• Comunalizzazione: L'utilizzo di parti identiche, come le stesse maniglie delle porte, per diversi modelli di auto riduce la complessità e facilita la manutenzione.

I principi ingegneristici di razionalità, progresso, facilità di manutenzione, affidabilità, economia e producibilità devono essere presi in considerazione per garantire che il componente sia conveniente, durevole e funzionale.

Perché la plastica viene utilizzata per la produzione di componenti automobilistici

Diversi fattori chiave influiscono sul crescente utilizzo di materiali plastici per le parti strutturali del settore automobilistico. L'alleggerimento rimane in cima a questi fattori. La riduzione del peso ha dato un impulso al risparmio di carburante delle auto. Più leggera è l'auto, minore è la quantità di energia necessaria per muoversi. Altri fattori che favoriscono l'uso della plastica per i componenti automobilistici sono:

• Problemi di sicurezza: I nuovi materiali automobilistici sono progettati per assorbire e ridistribuire meglio l'energia durante un impatto. I materiali più morbidi per i paraurti, ad esempio, riducono il rischio di lesioni in caso di urti a basso impatto rispetto ai paraurti rigidi.
• Soppressione di rumore e vibrazioni: Le materie plastiche assorbono le vibrazioni, contribuendo alla soppressione del rumore. Con le materie plastiche, le case automobilistiche possono eliminare il peso aggiuntivo derivante dall'uso di materiali fonoassorbenti per ottenere lo stesso effetto. Ciò rende la guida più silenziosa e confortevole.
• Estetica e flessibilità progettuale: Le materie plastiche possono essere modellate in forme complesse con tecniche di stampaggio di precisione. Di conseguenza, le case automobilistiche hanno la flessibilità di creare design complessi ed esteticamente gradevoli, eliminando la necessità di costose lavorazioni secondarie.
• Resistenza alle intemperie: Molti nuovi materiali per l'industria automobilistica sono progettati per migliorare proprietà come la resistenza alla corrosione, agli agenti chimici, ai raggi UV, alla ruggine e alle temperature estreme. Queste proprietà migliorate ne aumentano la durata nelle applicazioni reali.
• Impatto ambientale e sostenibilità: L'attenzione dell'industria automobilistica si sta spostando verso la sostenibilità. Le plastiche riciclate vengono sempre più spesso incorporate nei componenti dei veicoli perché sono facilmente riciclabili. Inoltre, il processo di produzione della plastica è solitamente meno dispendioso dal punto di vista energetico rispetto alla produzione di metallo.

Requisiti dei materiali per le parti esterne più comuni del settore automobilistico

La combinazione di norme di sicurezza, esposizione a condizioni ambientali difficili, efficienza produttiva e requisiti estetici influisce sulla scelta del materiale utilizzato per le parti esterne del settore automobilistico. Ad esempio, le parti esterne del settore automobilistico sono esposte a fattori ambientali come i raggi UV, le temperature estreme e l'esposizione chimica.

Oltre ai fattori ambientali, le parti esterne sono esposte anche a fattori meccanici come l'abrasione e l'impatto. Pertanto, devono essere realizzati con materiali automobilistici che mantengano la loro forma nel corso del ciclo di vita del veicolo e che resistano ai carichi strutturali.

Requisiti dei materiali per i paraurti

I moderni paraurti automobilistici sono strutture complesse che incorporano componenti elettronici come telecamere e sensori. Inoltre, devono soddisfare i requisiti normativi di sicurezza. Di conseguenza, i materiali per paraurti automobilistici devono bilanciare l'assorbimento degli impatti, la durata, la resistenza strutturale e l'economicità.

Il materiale principale comunemente utilizzato per lo stampaggio a iniezione dei gusci esterni dei paraurti è il polipropilene. È preferito perché è leggero, flessibile e resistente agli urti e agli agenti chimici. Per migliorarne la rigidità e la resistenza agli urti, viene spesso modificato con cariche o gomma, ad esempio le olefine termoplastiche (TPO).

I paraurti dei veicoli premium o di fascia alta sono solitamente realizzati con una miscela di PC+ABS. Questo ibrido di materiali offre stabilità di testa, tenacità e qualità superficiale superiori rispetto al PP puro. Il trattamento superficiale consigliato varia a seconda del materiale utilizzato per la realizzazione del paraurti.

Materiali plastici per autoveicoli per le luci dei veicoli

I materiali per lo stampaggio a iniezione dei veicoli per l'illuminazione devono possedere una combinazione di grande stabilità termica, elevata trasparenza ottica, resistenza agli agenti atmosferici e agli urti. I moderni sistemi di illuminazione per autoveicoli sono per lo più realizzati con materiali termoplastici specializzati per garantire flessibilità di progettazione e leggerezza.

I requisiti dei vari componenti dell'illuminazione automobilistica sono diversi. Ad esempio, le lenti devono avere un'elevata trasmittanza luminosa, stabilità ai raggi UV, resistenza agli urti e agli agenti chimici. Il materiale per i fari e i fendinebbia deve sopportare un carico termico elevato (da 100 °C a 190 °C). I fanali posteriori, invece, richiedono materiali plastici per il settore automobilistico con elevata modellabilità per forme complesse.

Il trattamento delle superfici è una parte fondamentale dell'illuminazione automobilistica. Il trattamento può migliorare le prestazioni o la durata di vita del componente in plastica. Di seguito sono riportati i trattamenti più comuni per i diversi componenti dell'illuminazione automobilistica.

• Rivestimento resistente ai raggi UV: Questo trattamento è obbligatorio per i fari per PC per evitare il degrado dovuto all'esposizione solare.
• Rivestimento antigraffio: Il rivestimento duro viene applicato al PC per aumentarne la resistenza ai graffi causati dai detriti stradali e dai lavaggi.
• Metallizzazione sotto vuoto: Questo trattamento viene applicato ai riflettori per renderli riflettenti.
• Rivestimento idrofobico: Il rivestimento antiappannamento migliora la visibilità in condizioni di bagnato, respingendo l'acqua.

Requisiti del materiale automobilistico per le griglie

Le griglie svolgono un ruolo estetico e funzionale. Pertanto, i materiali plastici per autoveicoli destinati alla produzione di griglie devono bilanciare la durata con l'estetica. Il motivo è che sono costantemente esposte a condizioni ambientali difficili, ai detriti della strada e al calore del motore.

Altre qualità che i materiali automobilistici per le griglie devono possedere sono la stabilità dimensionale, la buona finitura superficiale, la resistenza ai raggi UV e la leggerezza. Il materiale più comune per le griglie è l'ABS. È preferito per l'elevata resistenza agli urti, la rigidità e la facilità di stampaggio di forme complesse.

L'acrilonitrile stirene acrilato (ASA) è un'ottima alternativa all'ABS. Le griglie nere e strutturate sono realizzate per lo più in PP, perché è conveniente e può resistere a temperature fino a 130 °C. I trattamenti superficiali più diffusi sono la galvanoplastica, la verniciatura, il rivestimento UV, la testurizzazione e il trattamento al plasma. Il trattamento superficiale esatto dipende dal materiale e da ciò che il produttore vuole ottenere.

Materiali automobilistici per i rivestimenti dei passaruota

I paraspruzzi o rivestimenti interni dei parafanghi sono progettati per proteggere il motore, la carrozzeria e le parti strutturali da detriti e umidità. Sono soggetti a forti sollecitazioni ambientali e all'abrasione costante dei detriti stradali.

I materiali per lo stampaggio a iniezione dei rivestimenti dei passaruota per il settore automobilistico dovrebbero avere un'elevata resistenza agli urti e alla corrosione, stabilità termica, resistenza chimica, durata e contribuire alla riduzione del rumore.

Il trattamento superficiale dei materiali plastici per autoveicoli per i rivestimenti dei passaruota viene eseguito per prevenire, migliorare o riparare.

• Rivestimenti stabilizzati ai raggi UV: Per prevenire screpolature, sbiadimenti e fragilità dovuti alla prolungata esposizione al sole.
• Rivestimenti idrofobici: Applicato per ringiovanire la plastica opaca.
• Rivestimenti adesivi: Utilizzato soprattutto sul lato posteriore del feltro per garantire che aderisca correttamente al passaruota ed evitare spazi vuoti.

Materiali automobilistici per copriruota

Il copriruota è costantemente esposto ai detriti della strada e a fattori ambientali come il calore, il sale stradale e i raggi UV del sole. Pertanto, i materiali plastici per autoveicoli destinati ai copriruota devono essere altamente durevoli e resistenti agli urti e alla corrosione.

Il materiale comunemente utilizzato è l'ABS. È economico, leggero e altamente resistente alla corrosione. I policarbonati sono i migliori per le condizioni atmosferiche difficili o per le applicazioni fuoristrada, grazie alla loro superiore resistenza agli urti.

Materiali plastici per autoveicoli per le griglie del radiatore

Le griglie del radiatore hanno il duplice scopo di proteggere il radiatore e di consentire l'ingresso dell'aria per il raffreddamento del motore. L'ABS e la fibra di carbonio sono i due materiali consigliati per le griglie del radiatore. Sono leggeri e resistenti alle sollecitazioni ambientali.

Le griglie del radiatore in ABS vengono solitamente sottoposte a cromatura per migliorarne l'estetica e fornire una finitura ad alta brillantezza. Il rivestimento con inibitori UV è un altro trattamento comune per prevenire le crepe, l'ingiallimento e la degradazione dovuta all'esposizione ai raggi UV.

Raccomandazione sul materiale e sulla lucidatura delle targhe

La progettazione delle targhe deve soddisfare rigorosi standard ingegneristici e legali, compresa la conformità con le telecamere automatiche per il traffico. Ciò include la garanzia di visibilità notturna, leggibilità e durata. Deve soddisfare i coefficienti standard di retroriflessione (ASTM E-810) per la visibilità da parte dei fari. ^[3].

Il policarbonato, 250 volte più resistente del vetro, è il materiale plastico automobilistico consigliato per gli ambienti difficili. L'acrilico è spesso utilizzato per targhe personalizzate o da esposizione, grazie alla sua elevata brillantezza e all'eccellente vivacità dei colori. Tuttavia, è meno resistente del policarbonato. I trattamenti superficiali comuni per i materiali automobilistici PC per le targhe includono:

• Rivestimento protettivo trasparente: Una finitura trasparente e resistente agli agenti atmosferici che impedisce l'ingiallimento o lo sbiadimento.
• Fogli per la stampa a caldo: Utilizzato per colorare i caratteri in rilievo per una migliore leggibilità.
• Rivestimento stabile ai raggi UV: Previene l'ingiallimento dovuto all'esposizione ai raggi UV.

Soglie delle porte Raccomandazione e trattamento del materiale automobilistico

Sono componenti orizzontali critici sotto il telaio della porta. Inoltre, supportano l'integrità strutturale e impediscono l'infiltrazione di acqua e aria. Inoltre, sono destinati a sopportare un intenso traffico pedonale. Pertanto, il materiale ideale deve essere resistente all'umidità e alla putrefazione.

Il materiale composito composto da fibre di legno e plastica è imputrescibile e ottimo per le aree ad alta umidità. La verniciatura a polvere è un trattamento comune, spesso utilizzato per creare una finitura personalizzata che resiste allo sbiadimento e ai graffi. Per migliorare la sicurezza, è possibile eseguire anche una testurizzazione o una scanalatura.

Modanature laterali Raccomandazione e trattamento del materiale automobilistico

Come ogni altra parte esterna, il materiale delle modanature laterali della carrozzeria deve resistere agli agenti atmosferici, alle sostanze chimiche e agli urti e deve avere una buona compatibilità di adesione. L'ABS è la scelta più comune. Tuttavia, il poliuretano (PU), il TPO e il PP sono ampiamente utilizzati rispettivamente per le zone ad alto impatto, per ottenere un'eccellente finitura nera opaca e per l'economicità. 

A seconda del materiale, il trattamento può includere la cromatura, la verniciatura resistente ai raggi UV e il rivestimento trasparente. Ad esempio, l'ABS viene solitamente cromato per conferire un aspetto lussuoso e brillante.

Requisiti dei materiali per i comuni componenti dell'abitacolo automobilistico

Il comfort e la sicurezza sono di solito le principali preoccupazioni nella scelta dei materiali interni per le parti strutturali delle automobili. Ad esempio, il materiale deve essere conforme alle emissioni di composti a bassa volatilità (FMVSS 302) e deve essere ignifugo. ^[4]. Inoltre, devono avere una buona finitura superficiale per migliorare il comfort in cabina.

I materiali comunemente utilizzati per lo stampaggio a iniezione delle parti interne del settore automobilistico includono PP, ABS, miscela PC+ABS, TPE, cloruro di polivinile e PU. Ciascuno di questi materiali presenta punti di forza e di debolezza che ne influenzano l'utilizzo.

Pannelli degli strumenti Raccomandazione e trattamento del materiale

I quadri strumenti devono avere un'elevata integrità strutturale, soddisfare le norme di sicurezza ed essere esteticamente accattivanti. I moderni quadri strumenti dei veicoli di lusso sono spesso caratterizzati da una struttura morbida al tatto. Nelle varianti economiche, invece, si tratta solitamente di una struttura rigida stampata a iniezione.

Il materiale giusto deve avere una buona stabilità termica, resistenza meccanica per sostenere componenti pesanti come gli airbag, assorbimento degli urti ed essere esteticamente gradevole. Il materiale plastico comunemente utilizzato per i pannelli rigidi è il PP+Talc/EPDM. È conveniente e offre un'eccellente rigidità. Altre opzioni di materiali includono PC/ABS per una maggiore resistenza e polipropilene rinforzato con fibre di vetro lunghe per una rigida integrità strutturale.

Le superfici morbide al tatto si ottengono solitamente utilizzando uno dei seguenti materiali di rivestimento: PVC, TPO o PU. Il trattamento al plasma viene comunemente utilizzato per rendere la plastica verniciabile o incollabile. Per evitare la degradazione dei raggi UV e lo sbiadimento degli strati superiori si applica di solito una vernice trasparente protettiva contro i raggi UV. I pannelli degli strumenti realizzati in PP possono richiedere un rivestimento antistatico per ridurre l'attrazione della polvere.

Materiali per il settore automobilistico per i pannelli delle porte e i rivestimenti dei montanti

Il substrato o l'anima del pannello della porta può essere realizzato in PP rinforzato grazie alle sue proprietà favorevoli, tra cui il basso costo, la bassa densità e l'elevata stampabilità. Per ridurre il peso si possono utilizzare anche ABS e compositi in fibra naturale (NFC). Le plastiche a nido d'ape sono un nuovo materiale automobilistico che sta guadagnando attenzione grazie al loro elevato rapporto rigidità-peso e alle migliori proprietà acustiche.

Le finiture dei montanti sono per lo più realizzate con materiali di stampaggio a iniezione per autoveicoli, ABS, PC+ABS e PP. Le strutture di assorbimento dell'energia dietro le finiture sono solitamente realizzate in poliuretano espanso.

I rivestimenti soft-touch sono il trattamento più comune applicato alle plastiche più dure per renderle morbide e migliorare la percezione del lusso degli interni. Gli intarsi decorativi sono utilizzati sulle finiture dei montanti per conferire un aspetto di alluminio spazzolato o fibra di carbonio.

Maniglie interne Materiale consigliato e trattamento

Le maniglie interne devono bilanciare funzionalità, durata ed estetica. Di solito sono realizzate con materiali in grado di resistere all'uso quotidiano ad alta frequenza senza perdere la qualità della finitura e l'integrità strutturale. ABS, PC+ABS, PP rinforzato con fibra di vetro, PMMA e TPO sono i materiali comunemente utilizzati per la realizzazione di maniglie interne. Il trattamento comprende:

• Galvanotecnica: Conferisce una finitura metallica e riflettente altamente resistente all'usura
• Pittura: I materiali ABS o PC+ABS vengono verniciati per ottenere una texture specifica.
• Rivestimento: Ricoprendo il guscio rigido con uno speciale rivestimento flessibile e gommoso per una sensazione di alto livello.
• Trattamento superficiale al plasma: Applicato per migliorare l'adesione della superficie per la stampa o la verniciatura.

Materiali automobilistici per volanti e trattamenti

 Le automobili moderne hanno volanti complessi che bilanciano estetica, sicurezza, durata ed ergonomia. I requisiti dei materiali per i volanti sono rigorosi. L'ideale sarebbe uno scheletro metallico robusto e leggero, circondato da un'imbottitura in plastica morbida e rifinito con un rivestimento resistente.

Il materiale di stampaggio a iniezione per autoveicoli è la schiuma di poliuretano. Offre una sensazione di durata ed è facilmente personalizzabile in base a texture, densità e colori specifici. Il rivestimento nello stampo è il trattamento principale riservato alla schiuma PU per produrre una superficie opaca uniforme. Inoltre, elimina la necessità di verniciatura.

Materiale e trattamento del bracciolo della console centrale consigliati

Questo componente automobilistico colma il divario tra estetica interna, comfort ed ergonomia. Sopportano il contatto fisico a lungo termine. Pertanto, una proprietà importante che il materiale giusto deve possedere è la durata e la resistenza all'usura. Devono inoltre essere resistenti all'olio e alle macchie.

Il materiale automobilistico consigliato per la base strutturale è la plastica ABS. L'imbottitura può essere in polipropilene espanso o in memory foam per migliorare la distribuzione della pressione. Il rivestimento esterno è in pelle PU o in microfibra. Per un aspetto e una sensazione morbidi e di qualità.

È importante applicare finiture resistenti ai raggi UV se è stata utilizzata pelle sintetica, per evitare screpolature o sbiadimenti. I rivestimenti nanoceramici vengono spesso applicati alla pelle per creare uno strato idrofobico e antimacchia. In questo modo si preserva la morbidezza e si permette ai liquidi di scivolare via.

Requisiti dei materiali per le parti funzionali più comuni del settore automobilistico

Si tratta di componenti meccanici ed elettronici essenziali che consentono il funzionamento sicuro del veicolo. I principali componenti funzionali non cosmetici realizzati con materiali plastici per autoveicoli includono collettori di aspirazione dell'aria, cassette portaoggetti e coperchi del motore.

Materiale e trattamento dei collettori di aspirazione consigliati

I collettori di aspirazione dell'aria sono componenti vitali del motore che distribuiscono l'aria o le miscele aria-carburante ai cilindri. A causa delle elevate temperature di esercizio, fino a 150 °C, il materiale automobilistico giusto deve avere un'eccellente stabilità termica e un'elevata resistenza meccanica.

Le auto moderne utilizzano plastiche rinforzate con fibre di vetro, come la poliammide 66. Il vantaggio è la bassa conducibilità termica, la leggerezza, la possibilità di essere modellata in forme complesse per ottenere un flusso d'aria ottimale e l'eccellente resistenza alla corrosione.

Il trattamento dei collettori di aspirazione dell'aria comprende la lucidatura dei canali fino a ottenere una finitura liscia (grana 400-1.000) per aumentare la velocità del flusso d'aria. I collettori a umido mantengono una leggera struttura (grana da 400 a 600) per evitare che il carburante si depositi sulle pareti. L'esterno è rivestito per migliorare la durata e la resistenza al calore.

Requisiti del materiale automobilistico per le cassette portaoggetti

Le cassette portaoggetti offrono spazi sicuri per i materiali sensibili. La principale considerazione nella scelta del materiale per le cassette portaoggetti è la bassa permeabilità ai gas e la resistenza chimica. La finitura superficiale deve essere tale da adattarsi al colore e alla struttura del cruscotto.

Il materiale plastico automobilistico comunemente utilizzato per la produzione di glovebox è PP+EPDM. La scelta è solitamente influenzata dal basso costo, dalla bassa densità e dall'elevata stampabilità. Le parti mobili, come cerniere, perni e chiusure, sono solitamente realizzate in POM. La scelta è dovuta all'eccellente resistenza all'usura e al creep di questo materiale.

La testurizzazione all'interno dello stampo viene spesso utilizzata per creare texture di venature sul prodotto. Un altro trattamento molto diffuso è la verniciatura soft-touch del pannello esterno della porta per ridurre i riflessi. La verniciatura può essere utilizzata anche per ottenere requisiti estetici specifici. Il trattamento al plasma può essere applicato all'energia superficiale per consentire una corretta adesione delle vernici.

Materiali automobilistici consigliati per le coperture del motore

Si chiamano anche coperture superiori, sartie o coperture di bellezza del motore. Hanno una funzione sia estetica che funzionale. L'ambiente sotto il cofano è estremo e richiede un materiale in grado di funzionare in tali ambienti senza deformazioni. Il materiale deve essere conforme alle norme di sicurezza sull'infiammabilità (ad esempio, SAE J369).

Il PA66 rinforzato con fibra di vetro è il principale materiale automobilistico utilizzato grazie alla sua eccellente resistenza al calore e all'elevata stabilità dimensionale. I modelli di veicoli economici o di massa possono utilizzare il PP per ridurre i costi. Il PU è spesso utilizzato sul retro della copertura termoplastica rigida per l'isolamento acustico e termico.

Lo scopo del trattamento superficiale è quello di migliorare l'estetica del vano motore o di proteggere il materiale dai fattori ambientali. Gli appretti a base d'acqua privi di silicone possono essere applicati per proteggere o ripristinare la finitura “come nuova” delle superfici in plastica o per prevenire lo sbiadimento.

Differenze sostanziali tra ICE e NEV

L'alleggerimento è un concetto importante nei veicoli a energia nuova (NEV). Ad esempio, i pesanti motori a combustione interna (ICE) in ghisa sono stati sostituiti nei veicoli elettrici a batteria con grandi pacchi di batterie agli ioni di litio e motori elettrici.

Per aumentare l'autonomia che i pacchi batteria possono coprire con una singola carica, i NEV utilizzano materiali leggeri come fibra di carbonio, materiali compositi e alluminio per ridurre il peso dei veicoli. Le principali differenze di materiale tra i motori a combustione interna (ICE) e i NEV includono:

1. Propulsore: Gli ICE utilizzano blocchi motore in acciaio o ferro. I veicoli elettrici, invece, utilizzano motori elettrici e cablaggi pesanti come il rame. I veicoli elettrici hanno gruppi propulsori più compatti grazie al minor numero di parti in movimento.
2. Materiale strutturale: Per contrastare il peso dei pacchi batteria, i veicoli elettrici utilizzano solitamente materiali compositi, alluminio o leghe di magnesio per i componenti strutturali.
3. Gestione termica: I veicoli elettrici utilizzano radiatori per la gestione termica. I veicoli elettrici utilizzano spesso parti specializzate stampate in plastica per costruire sistemi di raffreddamento ad aria della batteria.

Nuovi materiali e tendenze di sviluppo nell'industria automobilistica

Stanno emergendo nuovi materiali per il settore automobilistico che guideranno la prossima generazione di NEV o ne renderanno più efficiente il funzionamento. Ad esempio, i ricercatori stanno lavorando sull'uso di diverse leghe per l'immagazzinamento dell'idrogeno, come TiFe e LaNi, per immagazzinare e rilasciare l'idrogeno per guidare i NEV. Sono in fase di sviluppo diversi materiali plastici innovativi per il settore automobilistico che determineranno le tendenze future dell'industria automobilistica.

• Plastiche conduttive: È stata scoperta per un errore sperimentale negli anni Settanta. Ulteriori studi hanno dimostrato che l'aggiunta di iodio durante la polimerizzazione dell'acetilene ha creato un poliacetilene 30 milioni di volte più conduttivo. Questo nuovo materiale è stato utilizzato per creare diodi a emissione luminosa e si è rivelato prezioso per i sensori. Si rivelerà utile per i sensori delle auto a guida autonoma.
• Nuovi polimeri per applicazioni industriali: Il PHT è un nuovo tipo di plastica sviluppato per caso da Jeannette Garcia. Il polimero plastico è più duro dell'osso ma pesa quasi lo stesso volume della plastica ordinaria. È 100% riciclabile. In futuro potrebbe essere utilizzato per alleggerire i NEV e migliorare l'efficienza energetica.
• Politetrafluoroetilene: Il chimico Roy Plunkett ha scoperto questo materiale nel 1938. Gli scienziati continuano a lavorare allo sviluppo di un rivestimento antiaderente in politetrafluoroetilene in grado di offrire proprietà di resistenza alla temperatura e alla corrosione. La sua applicazione come guarnizione per autoveicoli probabilmente migliorerà in futuro.

La combinazione del desiderio di migliorare l'efficienza energetica attraverso l'alleggerimento e di rendere l'industria automobilistica più rispettosa dell'ambiente ha ispirato la ricerca di nuovi materiali. È probabile che un numero maggiore di parti metalliche non funzionali continuerà a lasciare il posto alle materie plastiche ingegnerizzate.

Riferimenti

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A., & Magdalena, R. (2023). Valutazione exergetica di parti di automobili in plastica. Veicoli, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente. (2024, 14 marzo). Cosa sono i composti organici volatili (VOC)? Agenzia statunitense per la protezione dell'ambiente. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20: Guida standard per l'analisi e la comparazione di vernici forensi. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] Laboratorio Aeroblaze. (n.d.). Infiammabilità dei materiali interni - FMVSS 302. Laboratorio Aeroblaze. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302