Desenvolvimento de revestimentos para interior automóvel com resistência ao risco otimizada

Abstract

O presente trabalho decorreu na empresa TMG Automotive, uma empresa especialista no desenvolvimento de revestimentos para interior automóvel. Considerando que o aspeto superficial destes revestimentos, bem como a manutenção dele ao longos dos anos de vida do carro, um dos requisitos mais importantes para os fabricantes original de equipamento (OEM do inglês Original Equipment Manufacturer), visto que está diretamente ligado à perceção do utilizador da qualidade do carro, a TMG Automotive, tem vindo a reunir esforços para que os seus produtos acompanhem as especificações cada vez mais exigentes das OEMs, nomeadamente a sua resistência ao risco. Através da realização deste trabalho e com o uso de metodologias abordadas no mestrado de engenharia do produto, foi possível criar protótipos que possuem a resistência ao risco pretendida através da utilização de aditivos, nomeadamente Siloxanos. No entanto, a utilização destes, compromete a funcionalidade e o desempenho do produto em outras especificações, tendo sido realizada a revisão desta abordagem através da utilização sinergética de Siloxanos com Polietileno de alto peso molecular (UHMWPE do inglês ultra-high molecular weight Polyethylene), contudo, mantiveram-se os problemas observados precedentemente. Para que o produto final tenha o desempenho pretendido sem comprometer outras especificações igualmente importantes, será necessário abordar novos conceitos, por exemplo, pela utilização de ceras de polietileno na camada de laca. Estudos realizados através do software OpenFOAM® , permitiram concluir que os Siloxanos promovem uma distribuição de velocidades heterogénea à saída da fieira, indicando a possibilidade de ocorrerem distorções de fundido da folha coextrudida, adicionalmente, foram observadas instabilidades da taxa de corte na interface, indicando potenciais problemas nessa zona. O uso destes aditivos também altera a distribuição de camadas desejada, devido à disparidade observada na viscosidade entre as formulações coextrudidas, no qual pode impactar negativamente o desempenho do produto final, mecanicamente e esteticamente. Considerando estes resultados, mesmo que os Siloxanos possam melhorar o desempenho ao risco do produto, a sua utilização no processo de coextrusão da TMG Automotive, pode não produzir produtos com a qualidade necessária.

This work took place at the company TMG Automotive, a company with considerable expertise in the development of skins for automotive interiors parts. Bearing in mind, that the surface quality of those skins, as well its maintenance throughout the years of the car's life, is one of the most paramount requirements for the Original Equipment Manufacturer (OEM), given its direct impact on user's perception of the car's quality, TMG Automotive has made collaborative efforts to ensure that its products adhere to the increasingly stringent OEM specifications, particularly in terms of scratch resistance. By carrying out this work and using the methodologies covered in the master course in product engineering, it was possible to create prototypes that have the required scratch resistance by using additives, namely Siloxanes. However, the use of these additives negatively impacts the functionality and performance of the product in other specifications, hence, a review of this approach was carried out through the synergistic use of Siloxanes with ultra-high molecular weight Polyethylene (UHMWPE), however, the problems persisted. For the final product to perform as intended, without compromising other equally important specifications, it will be necessary to address new concepts, for example, by using polyethylene waxes in the lacquer layer. The studies performed with OpenFOAM® allowed to conclude that the Siloxanes promote a heterogeneous velocity distribution at the die outlet, suggesting potential melt distortions of the coextruded sheet, additionally, the observed instabilities of the shear rate profile near the interface, suggests potential problems at the interface. The use of those additives also changes the intended layer ratio, due to the increased viscosity difference between the coextruded resins, which can therefore negatively impact the performance of the final product, both mechanically and aesthetically. Taking these observations into account, while Siloxanes may enhance the scratch resistance of the product, their incorporation into the coextrusion process at TMG Automotive may not yield sheets of the necessary quality.