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TPO, una cara técnica del Polipropileno


Por: Fernando Perez Peralta
Jun 15, 2006

El Polipropileno pertenece a la familia de las Poliolefinas. Es un material muy versátil y sus variadas aplicaciones in­cluyen desde películas para empaque de botanas, pa-sando por jeringas, juguetes, envases soplados y taparroscas, hasta carcasas de aparatos electrodomésticos y fibras textiles.

 

Pero la versatilidad natural del Polipropileno tiene un límite. En mercados como el automo­triz, existen muchas aplicaciones que requieren un desempeño muy alto a un costo que haga competitivas a las empresas. De este tipo de oportunidades, surge una de las facetas del Polipropileno: el TPO (Thermoplastic Olefin, por sus siglas en inglés).

 

Aunque hoy en día son numerosas, las apli­caciones más representativas y sofisticadas de estos materiales en la industria automotriz, son las fascias y los tableros de instrumentos. Las pesadas defensas metálicas de los automóviles de antes fueron reemplazadas hace tiempo por compuestos de Polipropileno que han evolucio­nado hasta nuestros días para convertir al TPO en el material dominante.

 

 

A su vez, los tableros solían ser estructuras metálicas forradas con PVC. Hoy, en cambio, la mayoría de los componentes, e incluso en varios modelos, el forro acojinado, son de TPO. Dependiendo de la aplicación final, las propiedades más importantes del TPO pueden ser todas o varias de las siguientes: alta resistencia al im­pacto, balance entre rigidez e impacto, ductilidad, contracción controlada, estabilidad dimensional, pintabilidad, resistencia al rayado, estabilidad a la luz, facilidad de moldeo.

 

La resistencia al impacto y el ba-lance con la rigidez son propiedades críticas en fascias y tableros, pero son diferentes en cada caso, ya que las condiciones de su uso son distintas, también. Ante una colisión, la fascia se deforma y absorbe la energía, la cual, de otra forma, sería transmitida directamente a los ocupantes (o al peatón), evitando también que otras partes o componentes del auto sean dañados. Dependiendo de la magnitud y la localización del impacto, así como del diseño de la fascia y la ductilidad del TPO, ésta puede recuperar su for­ma original, fracturarse o permanecer deformada. Ante climas muy fríos, los materiales tienden a fragilizarse por lo que la evaluación del desempeño contempla pruebas ante condiciones extremas.

 

Los tableros, y otras piezas del re­vestimiento interior de los vehículos, están sujetos a otros tipos de impacto, igualmente importantes en cuanto a la protección de los pasajeros y su con­servación estética. Una de las pruebas más importantes ocurre cuando, por colisiones o volcaduras, se activa el despliegue de las bolsas de aire. La energía que se libera en fracciones de segundo es enorme y los componentes que intervienen podrían fracturase, por lo que la ductilidad juega un papel muy relevante. Los ocupantes podrían sufrir lesiones cortantes si las partes presentan una ruptura de tipo frágil.

 

La contracción controlada y la estabilidad dimensional, son elementos que serán evidentes cuando las partes sean ensambladas en las líneas de producción, y cuando el automóvil esté sujeto a temperaturas extremas, respectivamente.

 

En el momento de la compra de un automóvil, la calidad del ensamble puede pasar desapercibida visualmente por el usuario, sin embargo, después de un tiempo se manifestará, cuando el conductor comience a escuchar un ruido, resultado de las vibra­ciones causadas por los ensambles imperfectos.

 

A pesar del tamaño de estos productos, pueden considerarse como piezas de precisión, ya que las tolerancias dimensionales son relati­vamente muy pequeñas. Esto se debe a la creci­ente tendencia de diseño por la que las partes se integran a la figura de la carrocería por razones estéticas y de aerodinámica.

 

Los plásticos, como otros materiales, se expan­den por la acción de temperaturas elevadas. Esto puede generar que una fascia, con puntos de sujeción poco flexibles, pierda su forma de manera temporal o permanente. Para contrarrestar este fenómeno, el TPO se formula de tal manera que el coeficiente de expansión térmica sea el mínimo posible.

 

Con el uso de pigmentos, resinas modificadoras, estabilizadores y otros aditivos, se controla que las partes moldeadas de TPO conserven también las propiedades de apariencia sin alteración a través de largos períodos de tiempo. Así, características como el color, la resistencia al rayado, el brillo, la durabilidad de la pintura, no sufren modificaciones frente la exposición continua a las condiciones atmosféricas, conservando las cualidades estéticas del conjunto de partes del vehículo.

 

El tipo de productos a que nos hemos referido, se moldean en máquinas de inyección muy grandes, en promedio de entre 3,000 y 4,000 toneladas de fuerza de cierre y varios kilogramos de capacidad de inyección. Más aún, los moldes son verdadera­mente sofisticados y son auténticas máquinas por sí mismos que pueden tener un peso de 35 tonela­das. Debido a las grandes longitudes de flujo y los espesores relativamente pequeños, así como a las formas caprichosas del diseño de las partes, estos moldes tienen muchos elementos móviles, circuitos múltiples de enfriamiento y generalmente cuentan con sistemas secuenciales de inyección.

 

Esta tecnología permite llenar la cavidad en varias etapas a través de la programación de aper­tura y cierre de válvulas por las que el TPO deberá ingresar, permitiendo que la presión necesaria se mantenga en niveles alcanzables para la máquina inyectora y permitiendo el control estético y dimen­sional de la parte por zonas. El sistema secuencial se asemeja a una carrera de relevos donde cada atleta corre sólo una parte del camino y entrega en movimiento la estafeta al siguiente miembro del equipo, con lo que el desgaste físico se reparte. Por todo esto, la facilidad de moldeo, principalmente a través de un buen índice de fluidez, será de mucha ayuda para el moldeador.

 

El desarrollo del TPO continúa y algunas aplicaciones automotrices son moldeadas ya con nanocompuestos de TPO, donde las cargas mine­rales convencionales, como el talco, están siendo reemplazadas por nanocargas que permiten diseñar grados de TPO con mejor o similar de­sempeño, pero con una densidad menor, lo cual contribuye en la reducción del peso de las partes y finalmente, en el consumo de combustible.

El TPO representa un alto porcentaje del con­tenido total de plásticos en los automóviles de la actualidad, y su participación crecerá sustituyendo, por ejemplo, paneles exteriores actualmente metálicos y, en algunos casos, fabricados hoy con materiales plásticos de costo muy elevado. Debido a la especialización de los mercados en los que se encuentra al TPO, es normal que su presencia pase desapercibida. Sin embargo, como ocurre con la mayoría de los plásticos, todos los días disfrutamos de sus bondades.

 

La próxima vez que se aproxime a su auto, obsérvelo por el frente y por detrás y, una vez dentro, sólo mire a su alrededor. Es muy probable que lo que vea, sea TPO.

 

 

 

 


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