Continental Structural Plastics (CSP), insieme alla società madre Teijin, ha presentato oggi un’innovativa tecnologia a nido d’ape per pannelli di classe A e un avanzato involucro polimaterico per batterie per veicoli elettrici che potrà essere stampato utilizzando qualsiasi formulazione composita proprietaria di CSP. Queste tecnologie dei componenti sono state sviluppate presso il nuovo Centro tecnologie avanzate (Advanced Technologies Center) sito in Harmon Road ad Auburn Hills nel Michigan. Questo Centro tecnologie avanzate è il secondo impianto di ricerca e sviluppo di CSP nella città.

questo comunicato stampa include contenuti multimediali. Visualizzare l’intero comunicato qui: https://www.businesswire.com/news/home/20201210005742/it/

A multi-material battery enclosure featuring CSP proprietary materials is just one of the many technologies being developed at CSP's Advanced Technology Center in Auburn Hills, Michigan. (Photo: Business Wire)

A multi-material battery enclosure featuring CSP proprietary materials is just one of the many technologies being developed at CSP's Advanced Technology Center in Auburn Hills, Michigan. (Photo: Business Wire)

Il Centro tecnologie avanzate è una struttura di 4.413 metri quadrati, 2230 dei quali dedicati a iniziative di ricerca e sviluppo su materiali e processi di nuova generazione, nato per consentire a CSP e Teijin di andare oltre i semplici materiali compositi stampati in lastre (sheet moulding compound, SMC) abbracciando nuovi mercati e tecnologie. Le attrezzature dell’impianto comprendono:

  • una pressa da 4.000 tonnellate con livellatura e vuoto
  • una pressa da 750 tonnellate a vuoto
  • una pressa da 400 tonnellate con tavolo da 10’ (25,4 cm)
  • 6 termoregolatori
  • 2 sistemi robotizzati Fanuc
  • Macchine di misura a coordinate (coordinate measuring machine, CMM)

Il team del Centro tecnologie avanzate comprende attualmente 5 ingegneri e progettisti. La divisione Tecnologie avanzate di CSP, insieme ai reparti Ricerca & sviluppo e Sviluppo dei prodotti, conta oltre 80 componenti tra ingegneri, progettisti e scienziati. Prima dell’acquisizione di CSP da parte di Teijin, questo impianto era un centro di ricerca e sviluppo di Teijin, ed è qui che è stato sviluppato il processo di produzione Sereebo®. Si tratta del processo attualmente in uso per la realizzazione dei cassoni per pickup GMC Sierra Denali CarbonPro®, i primi cassoni in fibra di carbonio del settore a cui è stato conferito il premio PACE.

“Stiamo sviluppando qui tecnologie e processi che sfruttano le competenze di CSP e Teijin nel campo della produzione di composti termoplastici e termoindurenti per offrire ai nostri clienti nuove opzioni di impiego nei veicoli attuali e futuri” ha dichiarato Hugh Foran, direttore esecutivo per lo sviluppo di nuove attività, nuovi mercati e nuove tecnologie. “Possiamo ridurre il peso incrementando al contempo la durata e la sicurezza per gli occupanti, tutte caratteristiche chiave richieste per i veicoli elettrici, connessi e a guida autonoma.”

Tecnologia a nido d’ape

Dopo l’acquisizione di CSP da parte di Teijin, il Centro tecnologie avanzate ha iniziato la transizione verso l’ampliamento delle proprie capacità di ricerca e sviluppo. Il primo di questi progetti è il nuovo processo di produzione a nido d’ape per la realizzazione di pannelli di classe A ultraleggeri. Considerati elementi compositi a “sandwich”, questi pannelli impiegano un leggero nucleo a nido d’ape, rivestito con un involucro in fibra naturale, fibra di vetro o fibra di carbonio bagnato con resina poliuretanica (PUR). Consentendo lo stampaggio di forme complesse e bordi affilati, questo processo permette di produrre pannelli in grado di offrire una rigidità molto elevata con un peso veramente basso.

Involucri per batterie polimaterici

CSP si sta attualmente dedicando allo sviluppo e alla produzione di più di 34 diverse coperture per i contenitori delle batterie per veicoli elettrici sia negli Stati Uniti sia in Cina. Per ampliare la propria offerta e proporre a clienti involucri per batterie di qualità superiore, CSP e Teijin hanno però sviluppato un involucro per batterie polimaterico di grandi dimensioni caratterizzato da una copertura composita monoblocco e da un contenitore composito monoblocco con rinforzi in acciaio e alluminio.

I costruttori di autovetture si trovano ad affrontare diversi problemi con gli attuali involucri per batterie multi-pezzo in acciaio e alluminio per i veicoli elettrici, tra cui il peso complessivo dei contenitori (generalmente superiore a 450 kg) e la necessità di più saldature, dispositivi di fissaggio e bulloni che possono in ultima analisi dare luogo a perdite. Stampando contenitore e copertura come un unico pezzo, CSP ha creato un sistema più facile da sigillare e certificabile prima della spedizione. La società è in attesa del rilascio di due brevetti sia per l’innovativo contenitore sia per i sistemi di fissaggio.

L’azienda ha anche sviluppato un telaio di supporto utilizzando un espanso strutturale per l’assorbimento dell’energia che consente di ridurre spessore e peso del telaio, migliorando al contempo le prestazioni antiurto. Gli altri vantaggi degli involucri per batterie polimaterici comprendono:

  • Assenza di conduttività
  • Possibilità di stampaggio in forme complesse
  • Minore complessità della strumentazione
  • Elevata resistenza
  • Stabilità dimensionale
  • Sigillatura in fase di stampaggio
  • Possibilità di schermatura in fase di stampaggio, anche con protezione EMI e RFI
  • Resistenza alla corrosione
  • Costo ridotto della strumentazione

Nel complesso, gli involucri per batterie polimaterici di CSP risultano più leggeri del 15% rispetto a un normale contenitore per batterie in acciaio. Nonostante il peso sia identico a quello degli involucri in alluminio, l’involucro di CSP offre una migliore resistenza alle temperature rispetto all’alluminio, soprattutto se si utilizzano sistemi a base di resine fenoliche. Essendo priva di fori, inoltre, la struttura monoblocco del contenitore fa sì che non siano necessari sigillanti o sigillature. In questo modo non solo si elimina il rischio di perdite, ma si riducono anche complessità e costi di produzione complessivi.

Possibilità legate ai materiali

Molti dei vantaggi non potrebbero essere conseguiti senza le avanzatissime sostanze chimiche composite sviluppate dal team di ricerca e sviluppo dei materiali di CSP. L’assortimento di avanzati compositi a disposizione consente ai clienti di scegliere per la base e/o la copertura la formulazione più rispondente alle proprie specifiche. Le opzioni applicabili ai materiali per gli involucri per batterie di CSP comprendono:

  • Tradizionale sistema ATH (triidrato di alluminio) con poliestere/vinilestere ad alto riempimento, che utilizza sostanze chimiche convenzionali di stampaggio con materiali compositi in fogli (sheet moulding compound, SMC); può essere facilmente adattato alla strumentazione esistente in modo da raggiungere eccellenti prestazioni di base con il progetto giusto.
  • Sistema intumescente, che utilizza sostanze chimiche simili a quelle usate nei processi SMC tradizionali, ma con prestazioni migliori in termini di infiammabilità e fuga termica (runaway).
  • Sistema fenolico, ideale per le applicazioni ad alte temperature in cui i componenti devono soddisfare requisiti antincendio, di emissioni di fumi, combustione e tossicità. I sistemi fenolici vantano caratteristiche eccellenti in termini di ritardo di fiamma, resistenza chimica e termica, e non conduttività elettrica.

Ognuna delle sostanze chimiche in questione può essere adattata utilizzando diversi tipi o formati di fibre (es. vetro/carbonio/mescole/altro, continue e/o tagliate) e formulata in modo da soddisfare i più rigorosi requisiti COV (composti organici volatili).

“Il lavoro attualmente svolto presso il Centro tecnologie avanzate, unitamente ai progressi nei materiali ottenuti nel nostro impianto di ricerca e sviluppo della sede centrale, consente a CSP di mantenere una posizione di leadership nel comparto dei compositi avanzati, consacrandoci tra i principali protagonisti globali nel campo dei prodotti polimaterici” ha dichiarato Steve Rooney, amministratore delegato di CSP. “Utilizzando le competenze apportate da Teijin nel campo dei materiali e della fibra di carbonio, stiamo sviluppando soluzioni leggere che consentano ai nostri clienti di pensare in modo innovativo in fase di progettazione dei veicoli.”

Informazioni su Continental Structural Plastics

Continental Structural Plastics, società del gruppo Teijin, fornisce da 50 anni tecnologie all'avanguardia sotto forma di soluzioni composite leggere a produttori di autoveicoli e mezzi di trasporto pesanti, società operanti nel campo dei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento ad aria (heating, ventilation and air-conditioning, HVAC) e imprese di costruzioni. Con sede centrale ad Auburn Hills, in Michigan, CSP offre assistenza ingegneristica a tutto campo ed è titolare di vari brevetti riguardanti sviluppo di materiali e processi produttivi. La società possiede sedi operative in tre continenti e conta più di 4.300 dipendenti. Per maggiori informazioni visitare il sito cspplastics.com.

Informazioni sul gruppo Teijin

Teijin (TSE: 3401) è un gruppo di livello globale orientato alla tecnologia, che offre soluzioni avanzate nelle aree del valore ambientale, della sicurezza e della mitigazione dei disastri, nonché in quelle del cambiamento demografico e della maggiore consapevolezza in materia di salute. Fondata in origine come primo produttore di rayon del Giappone nel 1918, Teijin si è trasformata in un’azienda unica, impegnata in tre principali ambiti di attività: materiali ad alte prestazioni tra cui aramide, fibre di carbonio e compositi, oltre a lavorazione di resina e plastiche, pellicole, fibre di poliestere e conversione di prodotti; ambito sanitario tra cui prodotti farmaceutici e attrezzature sanitarie per uso domestico per patologie ossee/articolari, respiratorie e cardiovascolari/metaboliche, assistenza infermieristica e assistenza presintomatica; IT con soluzioni B2B per sistemi medici, aziendali e pubblici, come anche pacchetti software, e servizi B2C online per l’intrattenimento digitale. Molto attenta alle esigenze delle parti interessate, come si evince dalla dichiarazione del marchio “Human Chemistry, Human Solutions” (Chimica umana, soluzioni umane), Teijin aspira a essere un’azienda che sostiene la società del futuro. Il gruppo conta oltre 170 società e circa 20.000 dipendenti in 20 Paesi del mondo. Teijin ha registrato un fatturato consolidato di 853,7 miliardi di yen (8,0 miliardi di dollari) e un totale attivo pari a 1.004,2 miliardi di yen (9,4 miliardi di dollari) nell’esercizio fiscale terminato il 31 marzo 2020. Per informazioni visitare il sito www.teijin.com.

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