Metal Replacement. Oltre il metallo.

La rivoluzione dei tecnopolimeri che sta riscrivendo le regole nell’automotive.

Nell’industria automobilistica moderna, l’esigenza di soluzioni più leggere, efficienti e sostenibili ha accelerato l’adozione di materiali plastici ad alte prestazioni in sostituzione dei metalli tradizionali. Questo fenomeno è particolarmente rilevante nel contesto dell’e-mobility dove la riduzione del peso dei veicoli è un fattore critico di successo per l’efficienza energetica e la sostenibilità.

In MPT Plastica abbiamo sviluppato una competenza specifica nel supportare l’industria #automotive in questa transizione, fornendo materiali plastici avanzati che non solo competono con le proprietà meccaniche dei metalli ma offrono anche vantaggi significativi in termini di costi, flessibilità progettuale e riduzione dell’impatto ambientale, eliminando talvolta passaggi di lavorazioni complementari come la verniciatura.

metal replacement MPT Plastica nel settore automotive
Maniglione passeggero Aprilia Tuono V4 in PA6 GF50 estetico nero che ha permesso di eliminare il passaggio della verniciatura.

Perché sostituire il metallo con la plastica?

Il metal replacement è un trend consolidato ma cosa lo rende così interessante per i progettisti e decision maker industriali? Le motivazioni principali includono:
  1. Riduzione del peso. I materiali plastici possono pesare fino al 50% in meno rispetto ai metalli, contribuendo a ridurre il peso complessivo del veicolo. Questo è fondamentale per migliorare l’efficienza energetica e l’autonomia dei veicoli elettrici.
  2. Efficienza produttiva. I componenti in plastica possono essere stampati tramite tecniche come lo stampaggio a iniezione, consentendo la realizzazione di geometrie complesse in un unico pezzo, riducendo la necessità di assemblaggi multipli.
  3. Resistenza alla corrosione. Le plastiche ad alte prestazioni sono resistenti alla corrosione e agli agenti chimici, riducendo i costi di manutenzione e migliorando la durabilità dei componenti nel lungo termine.
  4. Isolamento termico ed elettrico. La plastica offre ottime proprietà isolanti, rendendola ideale per applicazioni in cui la gestione del calore e dell’energia è fondamentale, come i sistemi di batterie per i veicoli elettrici.
  5. Sostenibilità e riciclabilità. I materiali plastici di nuova generazione, come i polimeri rinforzati con fibre, possono essere più facilmente riciclati e contribuiscono a ridurre l’impatto ambientale complessivo della produzione.

Metal replacement nell’e-mobility: le sfide tecniche

Sebbene i vantaggi del metal replacement siano evidenti, l’e-mobility pone sfide specifiche che richiedono una selezione oculata dei materiali. I veicoli elettrici devono affrontare problemi come la gestione termica delle batterie, le sollecitazioni meccaniche sui componenti del powertrain e l’ottimizzazione delle strutture per ridurre il peso senza compromettere la sicurezza.
MPT Plastica collabora con i principali OEM e fornitori di primo livello per sviluppare materiali plastici capaci di:
  • Resistere a temperature elevate (fino a 200-250°C) senza deformarsi, grazie a materiali come i poliammidi rinforzati con fibre di vetro o carbonio.
  • Garantire un’elevata stabilità dimensionale sotto sollecitazioni meccaniche costanti, mantenendo al contempo la leggerezza.
  • Offrire proprietà ignifughe e di autoestinguenza per migliorare la sicurezza dei sistemi elettrici, specialmente in contesti di gestione di alte correnti e alte tensioni.
Un esempio pratico è l’uso di poliammidi rinforzati (PA6 e PA66) nei supporti strutturali del mezzo, che richiedono alta resistenza meccanica, resistenza termica e la capacità di ridurre le vibrazioni. Inoltre, le plastiche ad alte prestazioni stanno diventando la scelta preferita per sistemi di raffreddamento avanzati in cui il fluido refrigerante deve essere incanalato in strutture complesse, non sempre fattibili con i metalli.

Caso studio: braccio porta-targa per un motociclo

Una delle applicazioni più significative di MPT Plastica nell’ambito del metal replacement è la realizzazione di un braccio porta-targa per un importante cliente del settore motorcycle. Questo componente complesso presentava una sfida significativa in termini di spessore, resistenza agli stress meccanici e design per la sostituzione di componenti metallici realizzati in pressofusione o lavorati con macchine utensili.

Richiesta del cliente: ottenere un componente complesso, con spessori significativi, resistente alle sollecitazioni meccaniche e adatto a sostituire pezzi metallici costosi.

Soluzione proposta: grazie a un’approfondita ricerca e selezione di materiali è stato identificato il PARA GF50 IXEF1025, un tecnopolimero sviluppato da Solvay Specialty Polymers che offre elevata resistenza e rigidità, accompagnato da un’ottima fluidità, anche in presenza di un alto contenuto di fibra di vetro. L’elemento innovativo in questo progetto è stato l’impiego dello stampaggio a iniezione assistito da gas, una tecnica avanzata che ha consentito di produrre geometrie complesse con pareti sottili. Questa applicazione ha rappresentato un primato: secondo Solvay Specialty Polymers, il braccio porta-targa da noi realizzato è il primo componente a livello globale svuotato tramite iniezione assistita da gas utilizzando PARA GF50 IXEF1025.

La consulenza di MPT Plastica: soluzioni su misura

La transizione verso il metal replacement richiede una profonda comprensione dei materiali e delle loro proprietà. Grazie alla nostra esperienza nel settore e al nostro approccio consulenziale, MPT Plastica supporta i propri clienti in tutte le fasi del progetto, dall’analisi delle esigenze fino alla scelta del materiale e alla sua implementazione.

Il nostro valore aggiunto? Non ci limitiamo a fornire materiale ma offriamo soluzioni su misura, selezionando compositi di ultima generazione e tecnopolimeri ad alte prestazioni specifici per le esigenze di ogni progetto. Lavoriamo a stretto contatto con i team di progettazione per garantire che i materiali scelti soddisfino le richieste di durabilità, resistenza, sostenibilità e costo.

Cosa ci aspetta nel futuro
Il metal replacement rappresenta una delle più grandi opportunità per l’industria automobilistica ed e-mobility nel percorso verso l’efficienza e la sostenibilità. Si stima infatti che il mercato globale dei veicoli elettrici (EV) raggiunga i 26,3 milioni di unità vendute entro il 2030. Con la giusta combinazione di competenza tecnica, materiali all’avanguardia e supporto progettuale, MPT Plastica è pronta ad affrontare questa trasformazione, aiutando i propri partner a innovare e crescere in un settore in rapida evoluzione.

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