Ecofibra Híbrido, Afix Ecofibra-H

Descrição: Um material inovador para o interior de veículos, com características mecânicas superiores aos produtos concorrentes e, ainda, com a vantagem de ser sustentável. Assim é o Ecofibra Híbrido, novidade da Artecola Extrusão para o setor automotivo. A fórmula equilibrada entre fibras naturais, fibras sintéticas e polímeros resulta em placas extrusadas 100% recicláveis, com menor espessura e peso em relação a peças hoje utilizadas, além de maior resistência. Trata-se de um reprojeto.

 

As pesquisas feitas pela equipe do projeto não localizaram no mundo um produto idêntico ao que foi desenvolvido. Não podemos afirmar categoricamente que não há um produto igual ao Ecofibra-H no mundo, mas no Brasil, com certeza, não existe um produto igual. Uma inovação que usa fibras sintéticas para reforçar peças de polipropileno em conjunto com fibras naturais. E tudo isso com extrusoras já existentes na empresa, adaptadas para este novo produto.
O aspecto mais inovador de sua estrutura é o fato deste produto ser reforçado, simultaneamente, com fibras naturais (madeira) e com fibras sintéticas (de vidro). Normalmente, estas placas são reforçadas com um tipo de fibra ou outro, nunca os dois juntos. Isso se deve a uma grande dificuldade técnica no momento da fabricação. A adição do reforço (fibras) exige condições muito diferentes para a impregnação das fibras. A Artecola domina estes processos e observou que existia uma rota tecnológica permitindo incorporar os dois tipos distintos de fibras no mesmo processo.
Outra característica inovadora e inédita é que o produto é reciclável. Tradicionalmente os produtos reforçados com fibra de vidro são termofixos, não podem ser reciclados com métodos convencionais.

Em 2020, a Artecola já era fornecedora de placas extrusadas de material polimérico para uso em partes de veículos automotores de fabricação nacional e América Latina. O desenvolvimento destas placas, denominadas Ecofibra Automotive, representou um grande feito da Artecola junto à indústria automotiva, gerando importantes ganhos sustentáveis. O material é fornecido em formato de chapas planas ao sistemista, que as molda de acordo com o desenho da montadora. É aplicado, principalmente, em tampões de porta-malas, laterais de portas, entre outras peças. Estas placas são fabricadas com polipropileno (PP) e reforçadas com fibras naturais (madeira).
Mesmo com um produto de alta performance e sustentável a sua disposição, a indústria automotiva seguiu empreendendo esforços para a redução das emissões, aumento da utilização de materiais reciclados ou recicláveis e redução do peso final dos veículos, sempre em busca de maiores níveis de eficiência dos veículos. Neste contexto, a Artecola foi desafiada por diferentes montadoras a desenvolver placas ainda mais leves e mais resistentes.
De posse de um conjunto de especificações técnicas e requerimentos das montadoras, tais como: peso, resistência mecânica, “moldabilidade” e “reciclabilidade”, a equipe do projeto iniciou estudos para encontrar alternativas para se chegar a este novo tipo de material avançado. A equipe pesquisou materiais, polímeros, aditivos, materiais estruturais e, após inúmeras reuniões técnicas, avaliação de muitos materiais, leitura de muitos estudos, selecionou algumas rotas tecnológicas. O fato da Artecola contar com um Centro Tecnológico bem equipado e profissionais capacitados facilitou a elaboração de amostras em laboratório.
Depois de inúmeras tentativas e ajustes, as amostras foram aprovadas inicialmente nos ensaios de resistência mecânica. Logo a seguir, a equipe passou a pesquisar alternativas para reciclar estes materiais. Mais uma vez, após diversas tentativas, foi possível confirmar a reciclabilidade do novo produto.
Concluída a etapa de laboratório, iniciou-se a etapa de prototipagem e fabricação em escala industrial. No contexto deste projeto, foram definidos os materiais mais adequados, em especial o “grade” de fibra sintéticas ideal para o projeto e detalhes do processo industrial em escala. Em relação ao processo industrial, a Artecola conta com extrusoras do tipo dupla rosca, de alta tecnologia. Estes equipamentos possibilitam um controle melhor das etapas do processo.
Deste desafio, surgiu o Ecofibra Híbrido, que é um compósito polimérico extrusado, em placas, fabricado com materiais que proporcionam novas estruturas, propriedades diferenciadas, combinações de propriedades que lhes conferem melhor performance, voltados para aplicações em produtos automotivos. Esse novo material compósito, reforçado com fibras naturais e sintéticas, é termoplástico e reciclável.
A fórmula do Ecofibra Híbrido é a evolução da sustentabilidade, aplicando com equilíbrio fibras naturais, fibras sintéticas e polímeros em placas extrusadas 100% recicláveis. Elas apresentam menor espessura e peso em relação a peças hoje utilizadas, além de maior resistência.

A indústria automotiva é o alvo deste projeto. O setor demanda por produtos com maior resistência e mais leves para reduzir o peso dos veículos e, consequentemente, as emissões atmosféricas de gases poluentes. Outro objetivo é a redução do consumo de combustível por quilômetro rodado. Finalmente, outra categoria de produtos muito demandada pela cadeia automotiva refere-se aos itens recicláveis, ou que tenham elevado índice reciclabilidade.
O Ecofibra-H foi desenvolvido para atender a todas estas demandas. É um material inovador, de base polimérica, para ser utilizado no interior de veículos automotores e que reúne as características citadas acima, sob as demandas da indústria automotiva: mais resistente, mais leve e reciclável.

As placas fabricadas com este novo material são aplicadas em produtos do interior dos veículos. O uso mais frequente é no porta pacotes de carros tipo “hatch” (tampa que fica na parte de trás dos assentos traseiros e tem contato com a porta do porta-malas). É utilizado também na parte interna de portas de veículos, como acabamento de partes do porta-malas e outras aplicações que demandem por peças que precisam ser conformadas. Por serem placas poliméricas termomoldáveis, resistentes e leves, sua aplicação pode ser ampliada.
No Brasil, não existe outro produto com as características do Ecofibra Híbrido. Os materiais existentes atualmente são compósitos reforçados por fibras naturais ou reforçadas por fibras sintéticas. Há também peças que são injetadas já no formato desejado, o que exige o investimento em grandes moldes de injeção e representam, portanto, outra rota tecnológica.
As placas feitas com reforço de fibras naturais são recicláveis, porém, apresentam propriedades mecânicas inferiores às reforçadas com fibras sintéticas (principalmente por fibras de vidro). As placas reforçadas por fibras sintéticas apresentam boas propriedades mecânicas, porém, não são recicláveis. O Híbrido une todas as boas características de cada material, atendendo a demandas da indústria automotiva, que busca placas termomoldáveis, mais leves e mais resistentes.
O material é produzido pelo sistema de extrusão em equipamentos de dupla rosca, o que possibilita a entrega de uma mistura perfeita entre as matérias primas e um produto final com propriedades diferenciadas. Apresenta redução no nível de odor das peças automotivas de interiores, nível de componentes voláteis (VOCs) reduzido no produto, processo limpo de fabricação das placas (diferentemente de outras tecnologias em fibra de vidro, como mantas), e pode ser usado com ferramentas simples para conformação das peças.
Outra vantagem do Ecofibra Híbrido é a possibilidade de desenvolver produtos específicos para diferentes projetos. Devido à tecnologia presente em nossos equipamentos de extrusão, é possível apresentar um amplo leque de soluções a cada desafio dos nossos clientes.

Foram realizados ensaios mecânicos e térmicos (laboratório próprio) com peças extrusadas e testes de moldagem (em clientes). As placas extrusadas foram utilizadas em equipamentos de moldagem tradicionais, tendo uma boa moldabilidade, apresentando resultado de conformação, cópia de formato e estabilidade dimensional bastante satisfatório.
Os testes feitos indicaram um aumento da resistência mecânica entre 20% e 30% superior às peças feitas com reforço de fibras naturais. O aumento da resistência mecânica é um importante diferencial. Outro diferencial foi a redução do peso final das peças. Por extrapolação dos dados de aumento da resistência, se espera uma redução de 20% no peso das peças finais. Em termos de processo, um diferencial importante é que foi possível fabricar este tipo de produto com a tecnologia existente, bastando fazer um retrofiting nas extrusoras existentes na empresa.

Há mais de 10 anos o Ecofibra Automotive mantém uma performance de sucesso, aplicado em modelos da Fiat, Jeep, Honda, Hyundai, Renault, Nissan e Toyota. O produto foi uma grande ruptura em materiais para o interior de veículos, substituindo barras metálicas na estruturação de peças que tiveram até 23% de redução de peso e até 50% menos componentes. O Ecofibra Híbrido agora representa outra grande evolução, porque oferece a mesma sustentabilidade com melhores propriedades mecânicas e térmicas. Um exemplo é a resistência à flexão, quando comparada com um porta-pacotes produzido com o Ecofibra Automotive. O novo Ecofibra Híbrido apresenta desempenho até 200% melhor, dependendo da versão, mesmo com o percentual de 45 a 55% de fibra mantido na composição dos dois produtos. Ou seja, o perfil sustentável se mantém e a qualidade melhora ainda mais em vários aspectos. Na mesma comparação, o Híbrido apresenta incremento próximo a 100% em elasticidade na flexão (ensaio que indica o nível de rigidez, um dos mais importantes para a aplicação em porta-pacotes), ganhos de até 20% na resistência térmica e de até 10% na densidade do material (aumento de peso compensado pela redução da espessura das placas).
A inovação principal está no fato do Ecofibra Híbrido ser fabricado com uma matriz polimérica termoplástica e reforçado simultaneamente por fibras naturais e sintéticas, mantendo as características de um material reciclável e as excelentes propriedades mecânicas.
A patente do produto, BR102020011635-5, ratifica seu grau de inovação:
• Performance mecânicas e térmicas superiores aos compósitos com fibras minerais
• Características de sustentabilidade (material 100% reciclável)
• Menor peso quando comparado com compósitos poliméricos com fibra de vidro em sua composição
• Redução do odor
• Redução da emissão de compostos orgânicos (voc) quando comparado com os compósitos poliméricos com fibras vegetais.

Apesar do grau de inovação, o Ecofibra Híbrido atende duas premissas importantes consideradas pelos clientes: preço final e processo de aplicação. Entendemos que, embora seja um produto inovador, o preço final não poderia ser muito diferente do já praticado em outros produtos. Além disso, o processo de aplicação das placas (termomoldagem) deveria ser similar ao já utilizado, para evitar investimentos significativos em novos equipamentos.
Todos esses aspectos tornaram a inovação bem aceita pelo mercado, que já o utiliza em projetos desenvolvidos por montadoras com fábrica no Brasil. Em 2022, o produto já somava entregas de 100 toneladas/mês ao setor automotivo. Os principais clientes da Artecola são TREVES, FORMITAP, ADLER, INYLBRA, COPAM e COPLAC. Estas empresas atendem diversas montadoras, sendo as principais a Renault, Hyundai, Toyota, Jeep e FCA (Fiat).
Todos os clientes apresentaram esta demanda por placas mais leves e resistentes. Há também espaço para exportar o produto a partir das mesmas clientes, que mantém plantas industriais em outros países. Este é um diferencial importante deste desenvolvimento. É um produto fácil de embalar, com especificações técnicas diferenciadas, reciclável e versátil.

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