El ingeniero

Aug 22, 2023

Dan Lunn, ingeniero de aplicaciones de EJOT UK, explica por qué la evolución de los elementos de fijación ha sido uno de los facilitadores más importantes del mayor uso de termoplásticos en la fabricación de vehículos durante las últimas cinco décadas.

Las ventajas de rendimiento, peso y seguridad que ofrecen los termoplásticos frente a otros materiales utilizados en la fabricación de vehículos los han convertido en un material obvio a considerar en muchas áreas diferentes del desarrollo de nuevos productos. Pero sin una innovación continua en sujetadores, es posible que el potencial de los termoplásticos no se hubiera aprovechado tan rápida o ampliamente.

La historia del auge de los termoplásticos en el sector automotriz comenzó en gran medida en la década de 1970, cuando el sector avanzaba con nuevas tecnologías de fabricación, computadoras y automatización. El cambio estaba en marcha debido a presiones sociales, políticas y económicas globales que estaban impactando la productividad y, por primera vez, los planes para nuevos diseños de productos y procesos de fabricación estaban considerando cuestiones ambientales.

En ese momento, la industria vio el gran potencial de los termoplásticos, pero sólo si podían usarse para cumplir con los exigentes estándares de rendimiento de los vehículos de una manera eficiente y rentable. Fue aquí donde EJOT aceptó el desafío.

Liberando el potencial de los termoplásticos

EJOT desarrolló el tornillo PT, un componente clave para desbloquear el potencial de los termoplásticos en la automoción. Fue un producto innovador porque es un tornillo autorroscante que permite el montaje directo en termoplásticos sin necesidad de inserciones metálicas.

Hasta el desarrollo del PT, ningún tornillo daba servicio a toda la gama de plásticos disponibles. Este nuevo producto hizo posible por primera vez la unión universal de plásticos, lo que significó que PT ofreciera un "tornillo de recogida y mezcla para recoger y mezclar plásticos".

El innovador ángulo de flanco y el paso de rosca del tornillo lo hacen adecuado para su uso con diseños planos y de paredes delgadas, lo que significaba que los componentes sometidos a esfuerzos dinámicos y térmicos se podían fijar directamente. El impacto fue inmediato cuando los diseñadores de vehículos se dieron cuenta del potencial de ofrecer ahorros de material y tiempos de ciclo reducidos durante el moldeo por inyección.

La evolución genera más beneficios

Los mismos principios básicos del PT siguen beneficiando a los fabricantes hoy en día, en gran medida porque el PT se creó para ser una plataforma de fijación en continua evolución. Una plataforma preparada para el futuro ha permitido al equipo de I+D de EJOT crear nuevos diseños de tornillos que responden a demandas de rendimiento cada vez mayores por parte de los ingenieros de diseño y desarrollar generaciones completamente nuevas de PT, la primera de las cuales llegó en los albores del nuevo milenio.

La segunda generación de PT fue el EJOT DELTA PT. Esto amplió las capacidades del tornillo PT al incorporar una zona especial de formación de roscas que lo hace adecuado también para su uso con plásticos termoestables. Al optimizar la geometría de la rosca mediante una relación equilibrada entre la mayor fuerza de pretensado posible y una pequeña presión de contacto sobre el plástico, DELTA PT ofrece una unión segura, incluso en condiciones difíciles y en diseños desafiantes.

Pero EJOT no se centró sólo en la innovación de productos: el equipo de I+D también quería ayudar a los ingenieros a implementar DELTA PT. La tecnología ha evolucionado hasta desempeñar un papel importante en la etapa de concepto, por lo que era importante para EJOT ofrecer asistencia en esta área también; por eso, EJOT creó el programa de pronóstico DELTA CALC. Esto brinda a los diseñadores los parámetros para las aplicaciones del tornillo según el material y la dimensión previa al orificio, lo que significaba que era una herramienta que podía agregar valor inmediatamente al ayudar a los clientes a ahorrar tiempo durante la fase de diseño.

Cómo la última generación cumple con los objetivos de fabricación actuales

Hoy en día, EJOT PT y EJOT DELTA PT continúan brindando soluciones de unión efectivas para enfrentar los desafíos de los clientes en todo el mundo, pero el nivel de rendimiento continúa elevándose, y es por eso que la evolución de los sujetadores nunca se detiene. Uno de los factores que impulsa la mejora continua es el hecho de que los costes de los elementos de fijación representan sólo alrededor del 20 % del coste total de la junta. Esto significa que los costos del sistema representan el 80% restante, una gran proporción que muestra que hay un margen significativo para un mayor desarrollo del diseño de tornillos para mejorar la eficiencia.

La última generación de tornillos PT es el EVO PT. Es diferente porque permite reducir aún más los costos del sistema, brindando mayor eficiencia y mayor productividad. Es el resultado de la integración exitosa del conocimiento de fabricación y aplicación con nuevos métodos basados ​​en simulaciones por computadora en el proceso de desarrollo, un enfoque interdisciplinario que da como resultado un tornillo con excelentes propiedades de conexión.

El diseño de EVO PT se distingue de sus predecesores gracias a dos características clave. En primer lugar, presenta una rosca formadora que crea una curva de par durante la fase de instalación, casi independientemente de la profundidad de atornillado. Esto significa que se puede utilizar un par de apriete uniforme en la producción con diferentes longitudes de tornillo.

En segundo lugar, una característica especial de entrada del tornillo crea una carga uniforme en los flancos de la rosca cuando está completamente apretado. Esto se debe a su capacidad de centrarse automáticamente en el orificio piloto durante la instalación.

Al igual que DELTA PT, los usuarios de EVO PT pueden beneficiarse del soporte de un servicio de cálculo digital en EJOT EVO CALC. Esta herramienta de software permite a EJOT ofrecer una predicción de los pares y fuerzas de precarga según los requisitos de los componentes, con la ayuda de la optimización individual de los componentes respaldada por FEM. Esto puede resultar en un valioso ahorro de tiempo y costos en la fase de diseño.

La historia del tornillo EJOT PT continúa escribiéndose a medida que se lleva a cabo un mayor desarrollo para afrontar futuros desafíos de diseño y nuevas aplicaciones de termoplásticos. Pero en lo que respecta a la gama actual, las tres generaciones de tornillos PT ofrecen a los ingenieros de diseño una solución que respalda la innovación de productos y procesos en muchas industrias de todo el mundo.

El desarrollo del producto es un excelente ejemplo de cómo la innovación en sujetadores ha permitido el cambio. La próxima generación del PT, así como otros diseños de tornillos avanzados, sin duda desempeñarán un papel clave a la hora de superar desafíos de diseño aún desconocidos.

Obtenga más información enwww.ejot.co.uk