Duto de ar para motores de alto desempenho, moldado por sopro em DuPont™ Hytrel®, reduz peso e custo

Um duto de ar com dois componentes recém-desenvolvido pela fornecedora de sistemas MAHLE, de Stuttgart, na Alemanha, conecta o intercooler e o corpo da borboleta do motor twin-turbo de três litros e seis cilindros da BMW. Moldado a sopro usando DuPont™ Hytrel® HTR4275, o duto de ar realiza sua tarefa de uma forma particularmente eficiente devido ao baixo uso de material no projeto, mesmo com as altas pressões e a velocidade do fluxo encontradas em motores de alto desempenho a gasolina como esse.

Ao reduzir a peça a apenas dois componentes básicos, o tempo necessário para produção e montagem é significativamente menor quando comparado ao da versão anterior, que foi usada até meados de 2009 e consistia de uma série de tubos e grampos. Além disso, a tecnologia de moldagem por sopro permite maior flexibilidade na integração de conexões específicas de algumas aplicações, como aquelas necessárias em ressonadores, sensores ou sistemas de descarga de gases. A combinação do peso reduzido, da maior eficiência na produção e na montagem e da integração de funcionalidades variáveis assegura uma vantagem econômica significativa em relação ao modelo anterior, que foi produzido a partir de nylon reforçado com fibra de vidro e elastômeros.

Usado na parte ‘fria’ do motor, o inovador duto de ar, composto de duas secções de Hytrel® medindo 300 mm e 400 mm, respectivamente, é uma das primeiras soluções monomaterial desse tipo na Alemanha. “Apesar da natureza ambiciosa desse desenvolvimento, fomos bem sucedidos, com o apoio da DuPont, ao combinar alta funcionalidade com excelente relação custo-eficiência”, afirma Thorsten Riechelmann, gerente de projeto da MAHLE. “Por exemplo, o cálculo de elementos finitos conduzido pela DuPont Performance Polymers (DuPont) nos ajudou a otimizar a espessura da parede em conformidade com determinadas condições de pressão e temperatura (2 bar de pressão absoluta entre -40 °C e + 100 ° C). A mesma simulação da DuPont gerou dados de montagem muito precisos. Esses dados nos permitiram, por exemplo, otimizar as juntas de expansão sanfonadas integradas em um estágio inicial do projeto, de modo suficiente para garantir que os altos níveis de deformação ocasionados pelo espaço limitado na montagem bem como os níveis de pressão necessários para instalar os dutos ficassem dentro de faixas aceitáveis”, afirma Riechelman. “De modo geral, há uma forte correlação entre os valores fornecidos pela DuPont e aqueles que resultaram dos testes reais dos componentes. Também agradecemos muito o suporte oferecido pelo centro técnico de DuPont em Genebra em questões relacionadas com a moldagem tridimensional e sopro. Nesse centro, contamos com valiosas fontes de recomendações sobre como realizar um processo confiável e que poupasse energia, o que simplificou consideravelmente o início da produção em série.”

Os elastômeros de poliéster termoplástico Hytrel® da DuPont oferece a flexibilidade das borrachas, a resistência mecânica do plástico e a facilidade de processamento dos termoplásticos. O Hytrel® HTR4275 é um tipo especialmente modificado para uso na moldagem por sopro, com um nível elevado de viscosidade de derretimento, uma resistência de 55 Shore D e uma rigidez relativamente elevada de 170 MPa a 23°C e 60 MPa a 100°C. Além disso, ele combina boas propriedades mecânicas a altas temperaturas – um pré-requisito para dutos de ar que ficam localizados sob o capô e expostos constantemente às pressões internas – com elasticidade elevada em um amplo intervalo de temperaturas. Assim como todos os tipos de Hytrel®, os indicados para moldagem a sopro oferecem resistência no longo prazo aos hidrocarbonetos e outros meios típicos no setor automotivo.

O Grupo MAHLE está entre os 30 maiores fornecedores de peças automotivas e é líder mundial na produção de componentes e sistemas para motores a combustão e seus periféricos. A MAHLE emprega cerca de 45 mil pessoas em mais de 100 plantas de produção e oito centros de Pesquisa & Desenvolvimento em Stuttgart, Northampton, Detroit (Farmington Hills, Novi), Tóquio (Kawagoe, Okegawa), Xangai e São Paulo (Jundiaí). Em 2008, a MAHLE registrou um volume de negócios de mais de 5 bilhões de euros (7,3 bilhões de dólares americanos).

A unidade de negócios DuPont Engineering Polymers fabrica e comercializa as resinas de poliéster termoplásticas Crastin® PBT e Rynite® PET, as resinas de acetal Delrin®, os elastômeros de poliéster termoplásticos Hytrel®, os materiais vulcanizados termoplásticos para engenharia DuPont™ ETPV, as resinas de nylon reforçadas com minerais Minlon®, o policloropreno Neoprene, o dimetilterefitalatos de policiclohexileno Thermx® PCT, os filamentos Tynex®, os componentes e formas Vespel®, os polímeros de cristal líquido Zenite® LCP, os componentes perfluorelastômeros Kalrez®®, os elastômeros acrílicos de etileno Vamac® (AEM), os fluorelastômeros Viton®, os auxiliares de processamento Viton® FreeFlow™, as resinas de nylon Zytel® e as poliamidas de alto desempenho Zytel® HTN. Esses produtos são oferecidos em mercados globais dos segmentos aeroespacial, de eletrodomésticos, automotivo, de consumo, materiais elétricos e eletrônicos, saúde, industrial, produtos esportivos e muitas outras indústrias.

A DuPont é uma empresa de Ciências. Fundada em 1802, a DuPont coloca a ciência para trabalhar na criação de soluções que tornam a vida das pessoas melhor, mais segura e mais prática. Com operações em mais de 70 países, a companhia oferece ampla variedade de produtos e serviços inovadores para mercados como agricultura, alimentação, casa e construção, comunicação e transporte.