Les résines thermodurcies devraient jouer un rôle clé dans l’allègement des véhicules

Stephen Moore | 11 août 2023

Longtemps perçu comme en déclin, le moulage de résine thermodurcissable est relancé par deux entreprises japonaises en tant que procédé offrant un potentiel considérable pour contribuer à l'allègement des véhicules électriques (VE). Le constructeur de machines d'injection Nissei Plastic et son partenaire de développement Sumitomo Bakelite, fournisseur de résines thermodurcies, ont organisé un événement interne au centre des congrès de Nagoya du 2 au 4 août 2023, dans la préfecture d'Aichi, présentant plusieurs solutions de moulage thermodurcies et plus encore à 230 entreprises de l'industrie automobile, y compris les équipementiers et les tiers. Abritant les usines Toyota Motor et Honda, Aichi est considérée comme la capitale de la construction automobile au Japon.

Traditionnellement, le moulage par injection de thermodurcissables est utilisé au Japon pour mouler des composants relativement petits destinés au secteur électrique, pesant généralement 150 g ou moins. Nissei Plastic et Sumitomo Bakelite, cependant, visent des composants faisant pencher la balance à 1 kg ou plus pour des applications telles que les couvercles d'inverseur d'essieu électrique. Les pièces prototypes moulées sur une presse de moulage par injection thermodurcie Nissei FWX760III-130BK utilisant une résine phénolique dérivée de la biomasse font pencher la balance à 1,4 kg, mais seraient néanmoins 50 à 70 % plus légères que les couvercles en acier conventionnels et 20 à 50 % plus légères que les versions en aluminium.

S'adressant à PlasticsToday lors de l'événement au Japon, Hozumi Yoda, PDG de Nissei Plastic, a souligné le fait que le « 760 » dans le nom du modèle de la machine fait référence au jeu des barres de liaison de 760 x 760 mm, plutôt qu'à la force de serrage de 3 540 kN (360 tonnes). "En général, nous pensons que les machines d'injection ont tendance à être sur-spécifiées pour l'application en question, les mouleurs ayant tendance à enfoncer la résine à travers le cylindre d'injection à haute pression et à compenser cela par une force de serrage plus élevée dans le cas du moulage thermoplastique, " il expliqua. "Notre approche consiste à optimiser la pression d'injection à l'aide de notre système de moulage basse pression N-SAPLI et à appliquer une force de serrage minimale."

Le système de contrôle N-SAPLI peut également être appliqué au moulage thermodurci pour contrôler avec précision le flux du polymère liquide dans le moule, augmentant ainsi la précision de la pièce finale à une tolérance de 0,3 mm par rapport aux 0,7 mm généralement réalisables. "Nous visons une précision de 0,2 mm en appliquant N-SAPLI au moulage par injection-compression d'une résine thermodurcie", a ajouté Yoda.

Un autre domaine dans lequel Sumitomo Bakelite et Nissei Plastic propulsent l'innovation est celui de l'encapsulation des cartes de circuits imprimés, qui est classiquement réalisée à l'aide du processus de moulage par transfert, plus coûteux et de moindre précision. Un contrôle précis de la pression d'injection à bas niveaux est essentiel dans cette application pour éviter d'endommager les cartes de circuits imprimés. « En règle générale, vous devez limiter la pression d'injection à moins de 13 MPa et nous avons démontré sur notre presse FNX110III-18AK que nous pouvons contrôler la pression dans la plage de 6 à 10 MPa », a déclaré Yoda.

Une troisième résine thermodurcie dans le caoutchouc de silicone liquide (LSR) de Nissei Plastic a un potentiel pour des applications dans les espaceurs de cellules de batterie ainsi que dans les connecteurs de batterie EV haute tension qui sont résistants à l'eau, pour démarrer. Le matériau de choix actuel pour les espaceurs de cellules de batterie, qui compensent l’expansion et la contraction des cellules pendant la charge et la décharge, est le caoutchouc EPDM.

Lors de son événement interne, Nissei Plastic a exposé la presse entièrement électrique NEX180III-5ELM d'une force de serrage de 180 tonnes, équipée d'un système de dosage d'Elmet et de son propre système de piston en spirale qui combine les avantages premier entré/premier sorti d'une presse en ligne. vis avec la précision de dosage d’un système à piston.

Conscient qu'un jour dans le futur, l'émergence de batteries à semi-conducteurs pourrait transformer les exigences matérielles des systèmes de propulsion des véhicules électriques, cet auteur a suggéré une application alternative potentielle pour les entretoises de cellules de batterie moulées à Nagoya. Il a dûment accepté deux échantillons à rapporter à sa base à Singapour et les utilise actuellement comme sets de table résistants à la chaleur.

NDLR : Stephen Moore, l'auteur de cet article, est un administrateur externe de Nissei Plastic.