Desarrollo de Componentes para Vehículos Eléctricos mediante Tecnologías de Sobreinyección y Soldadura de Polímeros (Caso de Éxito)

Durante los ejercicios 2023-2024, y en el marco del programa Hazitek (Gobierno Vasco), Leartiker ha llevado a cabo un proyecto de investigación industrial en colaboración con la empresa RPK S. Coop., orientado a la generación de conocimiento y desarrollo experimental de nuevas oportunidades comerciales en el ámbito de la movilidad eléctrica.

Gracias a esta iniciativa, la empresa ha reforzado sus capacidades técnicas en el uso de materiales termoplásticos y en tecnologías de sobreinyección y soldadura de polímeros, posicionándose estratégicamente para responder a futuras solicitudes de oferta (RFQ) y acceder a nuevos mercados.

Objetivo General del Proyecto

El proyecto llamado COMBINE se ha centrado en el estudio y desarrollo de componentes para la electrificación de vehículos, mediante la combinación de materiales poliméricos avanzados con insertos metálicos, empleando tecnologías de sobreinyección y soldadura por ultrasonidos. LEARTIKER ha participado como socio tecnológico del proyecto, proporcionando asesoramiento en metodologías de caracterización y validación de materiales y componentes.

Objetivos Técnicos Específicos

• Adquisición de conocimiento técnico en polímeros específicos para aplicaciones en vehículos eléctricos.
• Caracterización mecánica, eléctrica y térmica de materiales poliméricos.
• Simulación y validación experimental de insertos metálicos sobreinyectados.
• Optimización del proceso de sobreinyección mediante simulación reológica (Moldex3D).
• Estudio de tecnologías de soldadura de polímeros y su comportamiento en condiciones específicas del sector automotriz (e.g., shock térmico).

Metodología y Desarrollo

Se seleccionaron dos materiales principales para su estudio:

• Poliftalamida (PPA) reforzada con un 30% de fibra de vidrio.
• Poliuretano formulado específicamente para aplicaciones en movilidad eléctrica.

Se rediseñaron dos demostradores funcionales, optimizados para su fabricación mediante inyección y sobreinyección. Uno de los demostradores fue dividido en tres componentes individuales para facilitar su inyección y posterior ensamblaje mediante soldadura por ultrasonidos.

Para definir las condiciones óptimas de inyección y diseño de moldes, se realizaron simulaciones reológicas con el software Moldex3D, permitiendo establecer parámetros críticos como temperatura, presión y velocidad de inyección, así como la evaluación de la calidad y ubicación de las líneas de unión.

Posteriormente, se fabricaron los moldes y utillajes necesarios para los procesos de sobreinyección y soldadura.

Los prototipos obtenidos fueron ensamblados mediante soldadura por ultrasonidos, proceso que requirió el diseño y fabricación de sonotrodos y útiles de amarre específicos.

Validación Experimental

• Ensayos mecánicos: Se realizaron pruebas de tracción sobre los prototipos soldados, alcanzando resistencias de hasta 20 kgf, sin fallos en las líneas de unión, lo que indica una correcta calidad del ensamblaje.
• Ensayos de envejecimiento: Se aplicó un protocolo de shock térmico conforme a la norma PV1200, utilizando una cámara climática. La inspección visual posterior no evidenció grietas ni deformaciones en los prototipos de ninguno de los materiales evaluados.

Conclusiones

El proyecto ha permitido a RPK S. Coop. adquirir capacidades técnicas avanzadas en el uso de materiales termoplásticos para aplicaciones en vehículos eléctricos, así como en tecnologías de sobreinyección y soldadura de polímeros. Este conocimiento posiciona a la empresa para responder a futuras solicitudes de oferta (RFQ) y acceder a nuevos mercados en el sector de la movilidad eléctrica.