Diferença entre a fabricação de peças ICE e EV usando moldagem por injeção

Desde o fabrico do que é considerado o primeiro automóvel a gasolina, em 1885, por Karl Benz, a indústria automóvel tem passado por ondas de evolução ^[1]. A fase seguinte dessa evolução é a dos veículos movidos a novas energias (NEV). Trata-se de automóveis que dependem de fontes de energia alternativas, como a eletricidade e o hidrogénio, em vez de gasolina ou gasóleo.

De todos os diferentes NEVs, os veículos eléctricos a bateria, que funcionam inteiramente com eletricidade armazenada em grandes conjuntos de baterias, são favorecidos devido ao fácil acesso à eletricidade. Este facto levou à procura de inovações no fabrico de peças para VE. Muitos países e regiões em todo o mundo, incluindo o Reino Unido, o Canadá e a Dinamarca, vão acabar com a venda de veículos movidos a gasóleo (também chamados motores de combustão interna ou ICE) entre 2025 e 2040 ^[2].

A China e alguns estados dos Estados Unidos também estabeleceram o objetivo de proibir a venda de novos veículos ligeiros e médios a diesel e a gasolina até 2035. A mudança de foco para o fabrico de peças para VE exigiu uma alteração na forma como os fabricantes abordam fabrico de moldes e moldagem por injeção.

Como a fabricação de peças para veículos elétricos difere da fabricação de veículos tradicionais

Os veículos movidos a energia nova geralmente têm menos peças móveis em comparação com os veículos tradicionais. Além disso, as peças plásticas utilizadas nos NEVs geralmente têm requisitos mais elevados de precisão e desempenho. Plásticos com uma elevada relação resistência/peso são preferidos para manter o peso dos EVs baixo e melhorar a eficiência da bateria.

Para o conseguir, é frequentemente introduzida uma gama mais vasta de plásticos, incluindo compósitos, plásticos de engenharia e resinas recicladas pós-consumo (PCR). A taxa de crescimento anual composta projectada para o mercado automóvel de PCR de 2025 a 2030 é de 11,1% ^[3]. O PCR é uma alternativa económica ao plástico virgem, o que pode explicar a sua crescente popularidade.

Os parâmetros vitais, incluindo velocidade de fluxo, temperatura e pressão, devem ser otimizados durante a moldagem por injeção de resinas recicladas pós-consumo para criar peças para veículos elétricos. O molde pode ser modificado com equipamentos especializados, como sistemas de desgaseificação e filtros, para gerenciar contaminantes e eliminar compostos voláteis. Alternativamente, sistemas de moldagem de baixa pressão podem ser usados para manter a integridade do PCR.

A fabricação de peças para veículos elétricos com PCR consome até 80% menos energia e emite menos gases de efeito estufa em comparação com os plásticos virgens. Como o uso do PCR está alinhado com o objetivo maior de reduzir a pegada de carbono e promover a sustentabilidade ambiental, as montadoras que desejam melhorar suas classificações de respeito ao meio ambiente provavelmente darão preferência às peças fabricadas com esse material.

Portanto, é importante trabalhar com um fabricante de moldes que compreenda as peculiaridades da fabricação de peças para veículos elétricos utilizando PCR, a fim de criar moldes modificados que lidem eficazmente com este material. Abaixo estão outras diferenças importantes que tornam o processo de moldagem por injeção de peças para veículos elétricos diferente do utilizado em veículos tradicionais.

Complexidade do design devido à integração de peças

Indiscutivelmente, a principal diferença entre os NEVs e os veículos tradicionais é a forma como a energia é gerada e transmitida às rodas. A tabela abaixo mostra como a moldagem por injeção difere na fabricação de componentes essenciais dos ICEs e EVs.

As caixas das baterias dos veículos elétricos, por exemplo, são geralmente fabricadas com compósitos avançados, com foco numa elevada relação resistência/peso, para fornecer suporte estrutural, auxiliar na gestão térmica e garantir a segurança contra incêndios. As caixas das baterias dos veículos elétricos têm geralmente um design complexo, que deve ser cumprido sem afetar a sua função. Esta e várias outras peças requerem designs de moldes intricados, com sliders complexos, canais de arrefecimento e, em alguns casos, capacidades de moldagem multi-shot.

Maior ênfase na precisão e tolerância

O requisito principal durante a produção de peças automotivas tradicionais é geralmente a aparência (obter uma superfície brilhante e textura suave ao toque) e resistência às intempéries, mantendo o custo de produção baixo.

Por outro lado, durante a produção de peças para veículos eléctricos, o objetivo é alcançar uma maior precisão e uma tolerância mais apertada, especialmente para peças sensíveis relacionadas com sistemas de bateria e componentes electrónicos. As peças moldadas para veículos eléctricos devem ter um ajuste perfeito, uma vez que os problemas de ruído, vibração e aspereza (NVH) são mais visíveis nos veículos eléctricos do que nos veículos tradicionais ^[4]. Uma maior precisão também garante a fiabilidade e a segurança dos componentes electrónicos. Durante o fabrico de peças EV, algumas das considerações de design para uma tolerância apertada incluem:

• Manutenção de uma espessura de parede uniforme: Isto ajuda a evitar deformação e defeitos resultantes de um arrefecimento desigual.
• Melhorar a ejeção do molde com ângulos de inclinação: Adicionado para reduzir a tensão durante a ejeção.
• Melhorar a resistência com nervuras ou reforços: Minimiza a contração e aumenta a resistência da peça EV sem aumentar a utilização de material.

Iteração de projeto mais rápida para a evolução da fabricação de peças para veículos elétricos

Os veículos tradicionais atingiram um clímax evolutivo. Raramente são feitas melhorias significativas em peças já existentes. Esse não é o caso dos NEVs, que ainda são um mercado em rápida evolução. Um dos maiores desafios no caminho para a adoção dos veículos elétricos é a ansiedade relacionada à autonomia. Para combater o problema, os fabricantes estão continuamente fazendo iterações de design para tornar os veículos elétricos mais leves usando diferentes materiais, melhorar a aerodinâmica ou torná-los mais rápidos para carregar.

Portanto, a fabricação de moldes para veículos elétricos geralmente inclui métodos rápidos de ferramentas e prototipagem que ajudam a levar novas peças ao mercado mais rapidamente, em comparação com os ciclos de desenvolvimento mais longos que caracterizam a maioria da produção tradicional de peças automotivas.

Comparação do processo de moldagem por injeção entre EV e ICE

Além da diferença de intenção entre a fabricação de peças para ICE e EV, o processo de moldagem também é diferente. Por exemplo, para tornar o processo de moldagem de EVs mais sustentável, o processo de moldagem por injeção utiliza máquinas otimizadas para menor consumo de energia, o que se alinha estreitamente com os seus objetivos ecológicos. Outras diferenças notáveis no processo de moldagem por injeção para a produção de peças para EV incluem:

1. O uso de máquinas especializadas para o processamento de materiais

As peças para veículos elétricos são fabricadas com compósitos ou termoplásticos de alto desempenho. Propriedades como resistência química, resistência ao calor e alta relação resistência/peso geralmente favorecem a escolha desses materiais. Essas propriedades garantem a durabilidade desses materiais quando usados em componentes relacionados à bateria, onde a produção de calor e vazamentos químicos podem ser inevitáveis. Consequentemente, os moldes para a fabricação de peças para veículos elétricos usando esses materiais devem ter as seguintes propriedades:

• O ponto de fusão do alto desempenho polímeros como PEEK pode chegar a 343^oC ^[5]. O molde deve ser capaz de funcionar a esta temperatura sem deformação. Normalmente, são incorporados sistemas sofisticados de aquecimento e arrefecimento para assegurar um controlo uniforme da temperatura e evitar uma cura inconsistente e deformações.
• Os moldes para a fabricação de peças EV para aplicações de alto desempenho devem ser feitos de materiais altamente duráveis, como aço de alta qualidade (por exemplo, H13 ou P20), em vez do alumínio mais barato usado em moldes padrão para a fabricação de peças ICE.
• O design complexo dos veículos elétricos, resultado da consolidação de peças, muitas vezes requer projetos meticulosos de canais, portas e sistemas de ventilação para gerenciar adequadamente o fluxo de material e evitar defeitos comuns, como marcas de fluxo e vazios.
• O material do molde para fabricar peças para veículos elétricos utilizando materiais reforçados com fibras, como fibras de carbono ou de vidro, deve ter alta resistência ao desgaste para suportar a natureza abrasiva dos materiais.
• As máquinas de moldagem para a produção de peças para veículos elétricos são geralmente mais especializadas, utilizando sistemas hidráulicos avançados que oferecem um controlo superior sobre a velocidade de injeção, a temperatura de fusão e a pressão de compactação, para garantir a repetibilidade e a qualidade consistente das peças.

2. Maior aplicação da sobremoldagem

O maior foco dos veículos elétricos na eletrónica significa que há um maior uso de técnicas como sobremoldagem para obter uma vedação adequada e as funções desejadas, como vedação ambiental, maior durabilidade, isolamento elétrico, amortecimento de vibrações e amortecimento de som para uma experiência de condução mais silenciosa do veículo elétrico. Algumas das peças do veículo elétrico que requerem sobremoldagem incluem:

• Conectores e portas de carregamento para obter vedações à prova de água que protegem componentes sensíveis contra poeira, água e outros elementos ambientais.
• Os invólucros sobremoldados protegem os componentes da bateria contra tensão mecânica e temperaturas extremas.
• As unidades de controlo eletrónico (ECUs) são normalmente totalmente revestidas com plástico através da utilização de técnicas de sobremoldagem, o que as torna mais leves e extremamente robustas.
• Esta técnica de moldagem é também utilizada em fabrico de peças interiores para veículos eléctricos para obter uma estética polida e melhorar o conforto, como nos volantes.

Embora a moldagem por injeção seja utilizada para fabricar peças tradicionais para veículos com motor de combustão interna (ICE) e veículos elétricos, a sua aplicação nestes últimos é mais ampla e envolve componentes críticos, com foco na redução de peso e eficiência. Ao procurar um fabricante de moldes ou um parceiro para a produção de peças para veículos elétricos, certifique-se de que o fabricante compreende essas diferenças para obter o melhor resultado possível.

Referências

[1] Mercedes-Benz Group AG. (s.d.). 1885–1886: A invenção do automóvel. Grupo Mercedes-Benz. Obtido em 8 de dezembro de 2025, em https://group.mercedes-benz.com/company/tradition/company-history/1885-1886.html

[2] Conselho Internacional para o Transporte Limpo. (11 de maio de 2020). O fim da linha? Uma visão geral dos anúncios de eliminação gradual dos veículos com motor de combustão. Conselho Internacional para o Transporte Limpo. https://theicct.org/wp-content/uploads/2021/06/Combustion-engine-phase-out-briefing-may11.2020.pdf

[3] Grand View Research. (s.d.). Relatório sobre plásticos reciclados pós-consumo no mercado automóvel. Obtido em abril de 2024, de https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/post-consumer-recycled-plastics-automotive-market-report

[4] ANSYS. (s.d.). O que é NVH automotivo? ANSYS. Obtido em 27 de abril de 2025, de https://www.ansys.com/blog/what-is-automotive-nvh

[5] SpecialChem. (7 de novembro de 2025). Poliéter éter cetona (plástico PEEK): Propriedades, processamento e aplicações. SpecialChem. https://www.specialchem.com/plastics/guide/polyetheretherketone-peek-thermoplastic