PLÁSTICOS AVANZADOS Y COMPOSITES SE ABREN PASO EN AUTOMOCIÓN
Advanced plastics and composites gain ground in automotive applications
AIMPLAS ANALIZA LA EVOLUCIÓN DE ESTOS MATERIALES HACIA 2030 AIMPLAS ANALYSES THE TREND IN THESE MATERIALS THROUGH TO 2030
El volumen de ventas mundial de la industria del automóvil ronda el valor de 1.8 trillones de euros. Esta gran industria está preparada para abrir una amplia gama de nuevas oportunidades. El mercado del plástico en general, y el de los composites en particular, están al alza, con buenas perspectivas de crecimiento en el futuro más inmediato, y aún mayor en el largo plazo. / The global automotive industry invoices around EUR 1.8 trillion. This huge industry is about to open up a wide range of new opportunities. The plastics market in general, and the composites one in particular, is expanding and has strong short-term growth prospects that look even more encouraging in the longer term.
Las posibilidades que los composites aportan en el terreno de la personaliza- ción y el diseño han facilitado la introducción de este tipo de materiales en todos los ámbitos de la vida moderna. En la industria aeroespacial, el uso de fibra de carbono ha crecido sustancialmente en los últimos en los últimos 20 años, suponiendo más del 50% del peso estructural en los últimos modelos como Airbus A380 y Boeing 787 Dreamliner. Aspectos como el interés por aligerar el peso de los vehículos, la reducción en el consumo de carburantes y fuentes de energía de todo tipo, así como la necesidad de distinguir cualquier producto con un
The possibilities that composites offer as regards personalisation and design mean that these materials are gaining ground in every area of modern life. In the aerospace industry, carbon fibre use has grown substantially in the last 20 years and the material now accounts for 50% of the structural weight of the latest Airbus A380 Boeing 787 Dreamliner models. Trends like the drive to lower vehicle weight, reduce fuel consumption and maximise energy efficiency, as well as the need to differentiate products with stylish and elegant design, make composites a highly attractive option for the transport sector.
aspecto cuidado y elegante, hace de los composites una alternativa muy atractiva para su utilización en el sector del transporte. Los composites de fibra de carbono presentan una serie de ventajas a su favor, tales como alta resistencia y durabilidad, pero la más significativa en lo que respecta al sector del automóvil es su ligereza, un 50% más respecto al acero. Una sustitución de piezas de acero por composites de fibras de carbono, supondría una disminución de peso que daría como resultado una reducción en el consumo de combustible, así como una mejora en la capacidad de carga en lo que se refiere a la industria de transporte de mercancías. También se mejoraría la seguridad respecto al comportamiento frente a choques, como así se ha demostrado durante años en los coches de Fórmula 1. Añade urgencia a la necesidad de reducir el peso en los vehículos la legislación existente en Estados Unidos y en Europa en relación al ahorro de combustible y a la reducción de las emisiones de CO2. El uso de los automóviles supone un 12% del total de las emisiones de CO2 (principal gas de efecto invernadero) en Europa. Entre los principales objetivos del sector automovilístico para reducir su impacto sobre el medioambiente está la fabricación de nuevos coches cuya emisión máxima sea de 130 g CO 2/km en el año 2015 y 95 g CO2/km en el 2020. Por todo ello, el potencial de los composites de carbono como sustitutos de piezas de acero en los vehículos es asombroso. Carbon fibre composites offer a series of advantages, among them high strength and durability. However, the most significant benefit for the automotive industry is their weight — 50% less than that of steel. Replacing steel parts with carbon fibre composites cuts weight, which in turn lowers fuel consumption. It also means that goods vehicles’ load capacity can be increased. Furthermore, crash performance, and therefore safety, is also improved, as Formula 1 has long demonstrated. An additional force behind this drive to reduce vehicle weight is the legislation in place in the United States and Europe that makes fuel savings and CO emissions reductions mandatory. Automobiles
El potencial de los composites de carbono como sustitutos de piezas de acero en los vehículos es asombroso / Carbon composites’ potential to replace steel vehicle parts is huge Inma Roig, AIMPLAS
El aligeramiento de los vehículos contribuye al cumplimiento de los objetivos en el sector de automoción, ya que la disminución del peso de los vehículos permite reducir tanto el consumo de combustible como las emisiones de gases de efecto invernadero. Según diversos estudios, una reducción del 10% en el peso del vehículo se traduce en una mejora en el consumo del 7%. El peso puede reducirse mediante cambios en el diseño, uso de nuevos materiales y mediante técnicas de montaje. Todo esto da una idea del potencial de los composites en el sector de automoción, pues se trata de materiales más ligeros que los actualmente utilizados (metales), con buenas propiedades mecánicas y que permiten el uso de nuevos diseños. Actualmente el uso de los composites reforzados con UTILIZACIÓN AÚN BAJA fibra de carbono en el sector de automoción es relativamente bajo, pero se espera que las tasas de crecimiento sean mucho mayores que en otros sectores. Según diversos estudios de mercado, se espera que el sector de los composites reforzados con fibra experimente un sólido crecimiento sólido hasta el año 2020. Un informe de Textile Media Services sugiere que esta es la década decisiva para los composites de fibra de carbono en el sector de automoción. Este crecimiento está siendo liderado por la industria autoaccount for 12% of total CO2 emissions (the main greenhouse gas) in Europe. The moves to reduce the automotive industry’s environmental impact include major initiatives to limit new cars’ emissions to a maximum of 130 g of CO 2/km in 2015 and to 295 g of CO2/km by 2020. All of this means that carbon composites’ potential to replace steel vehicle parts is huge. Making vehicles lighter helps the automotive sector meet its goals, as taking weight out of cars lowers both fuel consumption and greenhouse gas emissions. According to various studies, a 10% reduction in vehicle weight translates as a 7% improvement in fuel consumption. Weight can be lowered by design changes, use of new materials and application of novel assembly techniques. All of this gives an idea of composites’ potential in the automotive sector, as these materials are lighter than conventional metals and offer good mechanical properties that allow them to be used in new designs. Although use of carbon-fibre-reinforced composites USAGE RATES STILL LOW is still relatively low in the automotive sector, the rate of growth is expected to be much greater than in other industries. According to various market re-
movilística que continua centrando sus esfuerzos en la construcción de vehículos cada vez más ligeros, un uso eficiente del combustible y menores emisiones de gas de efecto invernadero. Algunos ejemplos relevantes de las relaciones establecidas entre fabricantes de automoviles y fabricantes de fibra de carbono se detallan en la Tabla (pág 92). Estas relaciones han marcado un antes y un después en el uso de los composites en el sector de automoción. search reports, the fibre-reinforced composite sector is expected to expand solidly through to 2020. A report by Textile Media Services suggests that the next decade will be decisive for carbon fibre composite use in the automotive sector. This growth is being led by a vehicle-making industry that continues to focus on building ever-lighter models that are increasingly fuel-efficient and emit fewer greenhouse gases. Several leading examples of partnerships between automakers and carbon fibre manufacturers are provided in Table (Page 92). These relationships have marked a before and after in composites use in the automotive industry. For example, the new hybrid materials used in the BMW 7’s Carbon Core constitute a series of assembled structures made of carbon-fibre-reinforced polymer joined to high-strength steel and aluminium parts to create a much more rigid structure that offers greater resistance to torsion and flexion forces whilst at the same time being much lighter. At present, use of carbon fibre composites is limited to just a few models. However, the market is starting to include it in series-production vehicles, which will have a significant impact on CO2 emissions and energy consumption worldwide. One of the main challenges currently facing the composites industry is the need to automate manufacture of these materials and integrate those processes with current production methods. Forecasts indicate that by 2030 the automotive industry and society in general will view plastics and polymer composites as alternative solutions that meet the requirements set by the automotive sector and that offer significant environmental advantages.
Por ejemplo, los nuevos materiales híbridos empleados en los elementos del Carbon Core del BMW 7 constituyen una serie de estructuras ensambladas constituidas por un polímero reforzado con fibra de carbono que se unen a aceros de alta resistencia y aluminio para crear una estructura mucho más rígida y resistente a fuerzas de torsión y de flexión, pero también mucho más ligera. Actualmente el uso de composites de fibra de carbono se reduce a un número limitado de coches, pero el mercado se está abriendo a su introducción en vehículos de producción en serie, lo cual tendrá un impacto significativo sobre el CO2 liberado y el consumo de energía a escala global. Uno de los principales retos actuales de la industria de los composites es la necesidad de fabricar este tipo de materiales de una manera automatizada e integrarlos en los actuales métodos de producción. Se prevé que sobre el año 2030, la industria del automóvil y la sociedad reconocerán a los plásticos y a los materiales compuestos poliméricos como soluciones alternativas que cumplen con los requisitos establecidos por el sector de automoción y sus ventajas medioambientales.