Montadoras automotivas como BMW, Ford, VW e Opel, bem como numerosos fornecedores, se reuniram para discutir a oportunidade em tempos de eletromobilidade e manufatura aditiva para produção de automóveis elétricos.
A repercussão do Dieselgate (escândalo sobre a falsificação de testes de emissões) e a necessidade política de reduzir o valor limite de emissões de gás carbônico tornaram inevitável a mudança de atitudes da indústria automotiva nos próximos anos. A incerteza das montadoras automotivas e de seus fornecedores é verificada em todos os lugares e submete a cadeia de valor a enorme pressão para agir.
Os fornecedores precisam se reinventar até certo ponto, para a produção automóveis elétricos, para a tração elétrica permitindo uma significativa redução do número de componentes usados. Em comparação com os atuais motores de combustão interna, apenas cerca de 10% dos componentes atualmente empregados serão necessários no caso da propulsão elétrica. Além disso, os requisitos a serem atendidos pelos componentes serão modificados. Onde anteriormente tinham de ser usadas poliamidas (PA) especiais, estabilizadas ao calor, para superar temporariamente temperaturas na faixa de 220°C nos sistemas de turboalimentação, agora a estabilidade a longo prazo passou a ser a característica mais demandada para a propulsão elétrica. E também se deve levar em conta não apenas as condições puras de condução, mas também o carregamento da bateria, o que implicará em solicitações térmicas adicionais sobre os componentes.
O automóvel se tornará um equipamento elétrico
Surge a questão de saber se, no futuro, os automóveis elétricos poderam ser considerados um equipamento elétrico não monitorado. Componentes que pertencem a essa área industrial precisam ser classificados conforme a norma técnica IEC/DIN EN 60335-1. Portanto, no futuro, ensaios de resistência à chama e com filamento incandescente terão um papel importante. Lars Fölster, da Volkswagen AG (Wolfsburg, Alemanha), ao tratar da definição dos requisitos, ponderou que estes podem ser similares aos já existentes para os aparelhos eletrodomésticos. Trata-se de uma abordagem extensivamente comprovada, mas deve-se deixar claro que ainda faltam normas em que a indústria poderia procurar orientação. Thierry Wilmes, diretor da Auktora GmbH (Bochum, Alemanha) confirmou, em sua contribuição, que os requisitos somente poderão ser definidos se for conhecida a funcionalidade de diversos componentes.
Essas diretrizes também não foram estabelecidas para os fornecedores de matérias-primas, os quais estão de esforçando para fornecer os desenvolver os materiais certos no momento correto. Joachim Stricker, da Radici Plastics GmbH (Hamburgo, Alemanha), mostrou a quanto os transformadores de plásticos precisam mudar. Um estudo promovido po essa empresa deixou claro que os atuais 17kg de poliamida (PA) usados nos automóveis convencionais se reduzirão para apenas 6kg para o caso da tração elétrica. Contudo, o mesmo trabalho informa que novos tipos de peças, a serem usadas tanto na propulsão elétrica propriamente dita, como também nas estações de recarregamento de baterias e em plugues, aumentarão o consumo de PA em aproximadamente 15,5kg. Isso poderá mais do que compensar a queda de consumo mencionada anteriormente.
Por último, mas não menos importante, a propulsão híbrida, que provavelmente ainda acompanhará a indústria durante alguns anos, continuará a ser um trunfo para muitas montadoras. Esta é uma boa notícia para muitos fornecedores, pois é preciso muito esforço para desenvolver novos produtos e processos ou para adaptá-los. A GmbH já iniciou expandindo a sua capacidade de produção de PA 12. Ao menos neste segmento pode-se esperar uma estabilização no mercado de matérias-primas nos próximos anos. Mas o que vale para a PA 12 infelizmente não se aplica á PA 6. Ao contrário, neste caso, pode-se contar com uma tensão crescente.
A China na pista de ultrapassagem
A indústria automotiva terá de se adaptar ao desenvolvimento dos carros elétricos, mas continuando a levar em conta uma abordagem holística para a mobilidade. O mercado está sendo invadido por competidores que originalmente atuavam em outras áreas como, por exemplo, o grupo tecnológico Dyson. A mudança do conceito de mobilidade de “posse” para “compartilhamento” também requer novos modelos de diversos recursos enorme e torna necessário um trabalho cooperativo que abranja todo o setor. Isso for enfatizado por Fölster que, como responsável pela tecnologia de materiais do Grupo Volkswagen na China, abordou a questão “A China está na pista de ultrapassagem?”. As explicações desse especialista levaram em conta a velocidade com que os projetos locais estão sendo implementados e as restrições que as montadoras estrangeiras têm de enfrentar.
Por exemplo, na China os motores de combustão interna só podem ser colocados no mercado de veículos elétricos. Com um volume anual de 1 milhão de veículos em todo o mundo, torna-se necessário produzir (não necessariamente vender) pelos menos 27.000 veículos elétricos por ano na China. É usada uma fórmula em função da cobertura para atribuir “créditos” que, por sua vez, afetam o número de unidades a serem entregues. A tecnologia e a linguagem de design dos fabricantes chineses resistem bem à comparação com as marcas europeias. No entanto, os fabricantes chineses seguem outros padrões normativos, de modo que um Volkswagen, por exemplo, ainda representa qualidade para muitos clientes.
A China segue uma estratégia em três etapas, cujo objetivo é assumir a liderança de mercado de automóveis elétricos. A propósito, este fato era claramente visível para todos no programa do partido, como explicou Fölster. Uma vez estabelecidos, esses objetivos são rigorosamente perseguidos e alcançados. Por último, mas não menos importante, isso é demonstrado pelos números impressionantes do domínio da infraestrutura de estações para carregamento de baterias de automóveis elétricos. Fölster está certo de que a China se encontra na pista de ultrapassagem no tocante à mobilidade elétrica. Ele apelou à indústria de autopeças que leve o mercado a sério e desejou uma cooperação mais estreita.
Andreas Krones, da Opel AG (Rüsselsheim, Alemanha), mostrou que é possível a cooperação entre esses atores tomando como exemplo um rolamento de carga axial com estrutura otimizada feito de plástico. Essa peça se tornou realidade po meios de um diálogo intensivo com a empresa Ems-Chemie (Domat, Suiça). Trata-se da integração de funções usando um plástico de engenharia, de um grau de poliftalamida (PPA), Grivory HTV5H1, em substituição ao alumínio. Graças a novas funções integradas, algo como o “desacoplamento” do amortecimento acústico, o novo componente pode ser produzido sem alterações em termos de custo e peso, al´´em de apresentar as mesmas especificações de capacidade de carga atendidas pelo componente original feito de alumínio.
Já o executivo Daniel Häffelin, da Boge Elastmetall GmbH, apresentou potenciais adicionais de construção leve. Ele mostrou um pedal para freio de segunda geração feito com fita UD (fibras unidirecionais), combinada e sobremoldada com chapas orgânicas.
A vantagem desse projeto está no fato de que o material da fibra não precisa ser dimensionado conforme a tensão máxima atualmente no componente, mas sim ser atualizada onde atuam as tensões máximas. Dessa forma o antigo sistema com seis camadas pode ser reduzido a quatro, o que minimiza o consumo de matéria prima e simplifica o processamento. Dessa forma consegue-se uma redução de até 30% da quantidade de material em relação ao processo original (Chapa orgânica mais sobremoldagem). A aplicação e a união das fitas unidirecionais pode ser caracterizada como manufatura aditiva. A figura 2 mostra o potencial que vários materiais para fibras oferecem em termos da relação entre resistência mecânica e rigidez.