Soluciones de MG Chemicals para la industria automotriz

Ingeniería de confiabilidad y la industria automotriz

Existe una tendencia constante hacia una mayor fiabilidad en el diseño automotriz, donde las preferencias de los consumidores ahora priorizan la comodidad y la conveniencia. Los materiales adecuados ayudan a prolongar la vida útil de las placas de circuitos y las protegen del desgaste ambiental, las interferencias electromagnéticas, la degradación térmica, los golpes y los impactos. Muchas de estas características se logran gracias a la digitalización y automatización de los vehículos, que dependen de circuitos informáticos para llevar a cabo diferentes procesos; sin embargo, la transición hacia la operación automática plantea nuevos problemas para los diseñadores. La integración de múltiples sistemas digitales ahora conlleva nuevos desafíos en materia de fiabilidad. Los siguientes párrafos destacan cómo los diseñadores de automóviles pueden aprovechar el extenso portafolio de productos de MG Chemicals para encontrar soluciones a sus desafíos, incluyendo estudios de caso.

Cómo elegir el adhesivo automotriz adecuado

Los adhesivos abarcan una amplia familia de productos utilizados para la unión y funciones secundarias como la gestión térmica, la ignifugación y el blindaje contra interferencias electromagnéticas (EMI). Los adhesivos de unión se pueden subdividir en función de sus propiedades. módulo de compresión, que mide la facilidad con la que una unión adhesiva se comprime al ser sometida a presión. Adhesivos como nuestro 9200, 8332 or 9310 Tienen altos módulos de compresión y son ideales para unir componentes estructurales o sellar la carrocería para soportar golpes y vibraciones frecuentes. Estos productos mejoran la rigidez de los paneles, reducen la necesidad de soldadura por puntos y reducen el peso total. Los productos epoxi curan hasta obtener un acabado rígido y resistente y proporcionan una fuerte sujeción. Adhesivos especiales como nuestro retardante de llama 9200FR Puede utilizarse como material cortafuegos para unir paquetes de baterías y materiales laminados alrededor del sistema de propulsión en vehículos eléctricos. Adhesivos de silicona como TSE322SK, TN8000 y TN3085 Son materiales ideales para juntas, ya que su elasticidad proporciona la durabilidad y resistencia necesarias para soportar la tensión repetida en la unión. Además, es la composición química más común para el adhesivo de faros.  

Gestión térmica es una preocupación de diseño primordial; la miniaturización de circuitos ha aumentado la producción de calor de los sistemas de infoentretenimiento de vehículos, los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADA), las unidades de control del motor (ECU), los convertidores de potencia CC-CC y los sistemas de baterías. MG Chemicals cuenta con una gama de materiales epoxi térmicamente conductores Con tiempos de trabajo que van desde 5 minutos hasta ilimitados, disponibles en forma líquida y en pasta. La elección del material adecuado depende de dos consideraciones principales: el tiempo de curado y la consistencia. La Tabla 1 a continuación ofrece un resumen de nuestros adhesivos termoconductores junto con sus características principales.

También se encuentran disponibles materiales de silicona de módulo más bajo, ideales para uniones sometidas a compresión elástica repetida o para piezas que puedan requerir reprocesamiento. La Tabla 2 resume los adhesivos de silicona termoconductores disponibles.

Adhesivos conductores de electricidad son otra clase de adhesivos especiales que utilizan plata para fabricar adhesivos capaces de conducir una corriente eléctrica. Estos materiales se utilizan principalmente como conductos eléctricos, reparación de pistas y como material de junta EMI, como nuestro 9410 que se utiliza para sellar las unidades de carcasa como protección contra interferencias de radiofrecuencia (RF).

Recubrimientos protectores para automóviles

En lo que respecta a los recubrimientos protectores para automóviles, gran parte del debate se centra en los recubrimientos protectores duros utilizados para preservar la pintura de la carrocería. También es necesario considerar los recubrimientos que protegen los diversos componentes y conductores del circuito, asegurando así un funcionamiento continuo y una mayor durabilidad. Dentro del sector automotriz, existen expectativas de que conformal coating El mercado alcanzará un crecimiento cercano al 10% en los próximos años, debido al cambio en la demanda de los consumidores hacia una mayor seguridad y comodidad que requiere sistemas de monitoreo controlados electrónicamente (Mercado de Recubrimientos Conformados para Automoción, 2021). Actualmente, los vehículos nuevos vienen equipados con sensores para sistemas de calidad del aire interior, sistemas de frenado automático (ABS), activación de airbags y control de climatización (HVAC). Las unidades de control electrónico (ECU) controlan subsistemas eléctricos como asientos de pasajeros, sincronización de válvulas, sistemas antirrobo y frenado electrónico. Las placas de circuito impreso (PCB) gestionan las transmisiones de señales de alta precisión necesarias para los sistemas de motor, frenado y seguridad. En general, la elección del producto a utilizar incorpora la consideración de muchas variables, principalmente la exposición ambiental.

Dentro del habitáculo del vehículo, donde la exposición a productos químicos agresivos es mínima, el termoplástico recubrimientos acrílicos y recubrimientos híbridos de silicona/acrílico como nuestros 422B y 422C son ideales. Proporcionan una excelente protección contra la humedad y el polvo y se pueden quitar fácilmente para su reparación en caso de que los componentes del circuito se dañen. Los recubrimientos termoestables como nuestros 4225 y 4200UV Poseen una excelente resistencia a los solventes y pueden soportar la exposición a la sal de carretera, vapores de combustible, aceites y éteres de glicol, lo que los convierte en materiales candidatos ideales para las ECU. Un factor secundario a considerar al elegir recubrimientos conformes es el costo; sin embargo, los ingenieros y compradores suelen cometer el error de extrapolar el precio basándose en el costo mayorista del material (costo por litro, galón, etc.). Este análisis es incorrecto, ya que no considera la limitación de cobertura de las diferentes opciones de recubrimiento, por lo que es mejor evaluar el precio en términos del costo por pieza para un espesor de película seca determinado. La Tabla 3 a continuación compara un recubrimiento acrílico a base de solvente con un recubrimiento curable por UV utilizado para recubrir una pieza de 4” x 6” para ayudar a ilustrar este concepto.

En resumen, el elección del recubrimiento conforme Considera muchos factores y no siempre es un proceso sencillo y lineal. Las ventajas y desventajas de cada tipo de recubrimiento deben sopesarse frente a los requisitos y limitaciones del proyecto. La Figura 2 muestra una tabla comparativa de las principales químicas de recubrimiento conforme.

Protección EMP para vehículos

Debido a su gran dependencia de sensores y controladores electrónicos para funcionar, una de las mayores amenazas para el mal funcionamiento de los automóviles son las ondas electromagnéticas invisibles que pueden interrumpir el funcionamiento del circuito, al igual que diafonía pueden inhabilitar los cables eléctricos. Los recubrimientos de conformación analizados en el párrafo anterior protegen las ECU, las PCB y los sensores de los ataques ambientales. Por el contrario, recubrimientos eléctricamente conductores proteger los componentes de la interferencia eléctrica de los dispositivos electrónicos vecinos que pueden impedir su correcto funcionamiento. Los mismos criterios para seleccionar el recubrimiento de conformación adecuado se aplican a la química del recubrimiento conductor, donde acrílicos y basado en agua Los recubrimientos son apropiados para los componentes del habitáculo del vehículo. Por el contrario, los termoestables como nuestros recubrimientos conductores de epoxi or 842UR El coating resiste bien la exposición química y es más adecuado para sensores y componentes debajo del capó del vehículo. Reducción de ruido o atenuación La atenuación de las señales electromagnéticas entrantes es otro factor crucial a la hora de elegir un recubrimiento, ya que mide el nivel de protección que el dispositivo recibe de dicho recubrimiento. La eficacia del apantallamiento mide la pérdida relativa de potencia de una señal a una frecuencia determinada a medida que se transmite desde un transmisor a un receptor a través de un medio. La eficacia del apantallamiento se mide en decibelios (dB), donde un valor más alto indica un mayor nivel de protección. La Figura 3, a continuación, ilustra el concepto básico de atenuación y compara la eficacia relativa del apantallamiento de los rellenos de recubrimiento más comunes. 

A diferencia de los recubrimientos conformes, que se aplican directamente a los circuitos, los recubrimientos conductores se utilizan normalmente en las unidades de carcasa a lo largo del perímetro exterior; sin embargo, hay casos en los que componentes específicos requieren blindaje (conocido como blindaje a nivel de paqueteLa figura 4 ilustra los diferentes tipos de blindaje necesarios para lograr el cumplimiento electromagnético.

Cómo mejorar la protección mediante resinas de encapsulado

La protección contra contaminantes externos que brindan los recubrimientos conformes se extiende a los impactos físicos mediante el uso de resinas de encapsulado y sellado como epoxy, poliuretanos y siliconasEstas resinas cubren placas de circuitos y sensores dentro de las carcasas y ayudan a proteger las uniones de soldadura y los dispositivos de montaje superficial (SMD) de daños físicos debido a golpes, impactos y caídas. Las resinas epoxi curan hasta obtener un acabado rígido y resistente, y proporcionan la máxima protección contra impactos físicos y la exposición a productos químicos agresivos. Además, sus excelentes propiedades dieléctricas las convierten en una opción ideal para encapsular estatores, arandelas y relés de motores eléctricos, previniendo el riesgo de descargas eléctricas y cortocircuitos. Resinas de baja permitividad como nuestra 832HD, 832B y 832C Son adecuados para encapsular receptores de cargadores, controladores y mazos de cables, garantizando una alta fidelidad de señal. Encapsulado térmicamente conductor.

Los compuestos son materiales fluidos cargados con rellenos cerámicos que funcionan de la misma manera que un adhesivo termoconductor. La diferencia entre los dos tipos de productos es que la aplicación de los adhesivos es localizada, mientras que un compuesto de encapsulado tiene como objetivo llenar un volumen. Productos como nuestro  832TC, 834B, 834FX y 834 HTC Ayudan a disipar el calor alrededor de los paquetes y módulos de baterías. Los compuestos 834B, FX y HTC son retardantes de llama que pueden ayudar a retrasar la propagación del fuego en los sistemas de baterías.

La importancia de la grasa para vehículos

Una grasa es un material semisólido que se utiliza principalmente para reducir la fricción y el desgaste entre piezas móviles. Si bien la grasa lubricante es un componente vital del diseño automotriz, las grasas especiales también desempeñan un papel esencial en la regulación térmica, la conexión a tierra eléctrica y la prevención de la corrosión. A partir de varios estudios de caso, nuestra grasas conductoras de electricidad Se utilizan comúnmente como rellenos improvisados ​​de huecos eléctricos y contactos eléctricos lubricantes de doble propósito. 847 Es una pasta más espesa y conductora de electricidad, ideal para aplicaciones estáticas que no involucran partes móviles, como ayudar a conectar el inversor de potencia al motor eléctrico. 846 y 8481 Las grasas combinan conductividad eléctrica con lubricación y pueden utilizarse para conectar a tierra las corrientes parásitas de los inversores que corroen las piezas móviles, como las correas o los cojinetes.

Al igual que nuestros adhesivos térmicos, nuestros grasa térmica Garantiza que los componentes de los distintos sistemas no se sobrecalienten. La ventaja de la pasta térmica radica en la facilidad de reparación, ya que permite acceder rápidamente a los procesadores desgastados y sustituirlos si es necesario.

Grasa dieléctrica, como la nuestra 8462, es un compuesto aislante eléctrico, pero se malinterpreta en términos de su usoSu uso previsto es como barrera hidrofóbica en conectores eléctricos para prevenir la corrosión; las carcasas de circuitos, como las de los motores de las bicicletas eléctricas, utilizan grasa dieléctrica para sellar las juntas y evitar la exposición a la humedad y a elementos corrosivos. La grasa dieléctrica también es adecuada para los terminales de las baterías de los automóviles; sin embargo, los usuarios deben tener precaución para evitar un uso incorrecto. La figura 6 ilustra el uso correcto de la grasa dieléctrica en comparación con la grasa conductora.

Fuentes

Mercado de recubrimientos de conformación para automóviles. (2021). Mercado de recubrimientos de conformación para automóviles por material (acrílico, silicona, epoxi, poliuretano, parileno), componente (ECU, PCB, sensor, carcasa de batería, LED y sistema de infoentretenimiento), método de aplicación, tipo de vehículo, EV, región: pronóstico global hasta 2025. Obtenido de https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/automotive-conformal-coatings-market-11900039.html.