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El primer vehículo patentado por Carl Benz en 1885 no tenía parachoques ^[1]. Se trataba básicamente de un triciclo con motor de combustión y grandes ruedas. En 1897, George Albert Lyon incorporó a los automóviles un parachoques de barra metálica. En aquella época, la fabricación de parachoques era principalmente decorativa.

En 1905, Frederick Richard Simms patentó el primer parachoques fabricado teniendo en cuenta la absorción de impactos. En esta ocasión, los parachoques se fabricaron con caucho absorbente de impactos. Con el tiempo, el caucho fue sustituido por el hierro fundido. En 1920, el acero se convirtió en el material estándar para la fabricación de parachoques debido a su menor coste y mayor resistencia.

Entre 1930 y 1960, los fabricantes de automóviles empezaron a innovar en torno a la producción de parachoques. Por ejemplo, cromando el acero utilizado en la fabricación de parachoques. Los fabricantes también empezaron a a?adir formas complejas y luces a los parachoques.

El auge del moldeo por inyección de parachoques

A partir de los a?os 70, la preocupación por la seguridad empezó a crecer en torno a los automóviles. El sitio (NHTSA) anunció en 1971 nuevas normas de seguridad (Federal Motor Vehicle Safety Standard 215) que exigían que los parachoques resistieran impactos a baja velocidad (2,5 mph).

La directriz de la NHTSA marcó el comienzo de una nueva era de parachoques de goma con propiedades de absorción de impactos. Uno de los primeros fabricantes de automóviles en cumplir esta nueva directriz fue General Motors, concretamente su parachoques Endura instalado en el Pontiac GTO de 1968. La producción moderna de parachoques para automóviles se realiza principalmente con moldeo por inyección como sigue:

1. Selección y preparación del material

La forma más común de paleta de plástico utilizada en los moldes de parachoques de automóviles es polipropileno. Sin embargo, policarbonato, Por su flexibilidad de dise?o y su perfecto equilibrio entre alta resistencia al impacto y bajo peso, suelen utilizarse poliuretano y estireno butadieno. El granulado se introduce en una tolva.

2. Fusión e inyección de pellets

La tolva alimenta el granulado al barril, donde se funde y se mezcla (si se han a?adido otros materiales) en forma fundida. El plástico fundido se inyecta en un molde de parachoques de acero. Durante la inyección, se aplica la presión adecuada para que el plástico fundido pueda llenar correctamente la cavidad del molde.

3. Enfriamiento de la pieza moldeada

El plástico fundido se deja enfriar y solidificar en el molde. Al hacerlo, adopta la forma mecanizada con precisión del molde. El control crítico del tiempo de enfriamiento garantiza que el material alcance las propiedades mecánicas y la precisión dimensional deseadas. Marcas de hundimiento, 诲别蹿辞谤尘补肠颈ó苍, y otros defectos comunes pueden evitarse con un mecanismo de refrigeración adecuado.

4. Extracción del parachoques moldeado

Una vez que la pieza se ha enfriado y solidificado lo suficiente, se expulsa la pieza moldeada. La expulsión se realiza mediante un sistema de placas y pasadores.

5. Acabado del Rumper

La pieza moldeada suele someterse a otros pasos antes de montarla en un automóvil. El acabado puede incluir recortes y pintura para conseguir el aspecto deseado.

Cinco consideraciones sobre el moldeo por inyección de parachoques

A lo largo de los a?os, los fabricantes de automóviles han seguido innovando en el moldeado de los parachoques. Por ejemplo, algunas marcas de coches presentan parachoques de aluminio o acero con una cubierta de plástico. Otros tienen dise?os especiales que incorporan sensores de advertencia de colisión, aparcamiento y otras funciones de seguridad avanzadas.

Los parachoques de la era moderna se fabrican con plástico por razones distintas a la seguridad. Esto incluye aligeramiento, seguridad, durabilidad y flexibilidad de dise?o. La intención del dise?o suele guiar las consideraciones durante la fabricación del parachoques. A continuación se exponen algunas consideraciones importantes.

1. Dise?o de parachoques para mayor seguridad

Aunque la producción de parachoques requiere muchas consideraciones, la seguridad sigue siendo una prioridad absoluta. Todos los dise?os de parachoques deben cumplir la normativa nacional e internacional si el fabricante tiene previsto enviar sus vehículos al extranjero.

La mayoría de los organismos reguladores de la seguridad automovilística internacional, incluida la NHTSA y la mayoría de las normativas europeas, esperan que los parachoques soporten impactos de hasta 3 km/h desde la parte delantera o trasera con da?os mínimos. Eso significa que el material utilizado para fabricar los parachoques debe cumplir unos requisitos específicos de resistencia y dureza.

El Insurance Institute for Highway Safety suele tener requisitos más estrictos. La organización independiente suele realizar pruebas a 8 km/h para evaluar los costes de reparación.

2. Selección de materiales para el aligeramiento

Aunque el uso de barras metálicas para los parachoques era funcional, aumentaba el peso del vehículo, lo que incrementa el consumo de combustible. El cambio a los parachoques de plástico ayudó a reducir el peso de los automóviles, lo que se traduce directamente en una reducción del consumo de combustible.

Los automóviles evolucionan hacia el uso de fuentes de energía sostenibles, como los vehículos eléctricos de batería y los de hidrógeno. ^[2]. En consecuencia, cada vez es mayor la presión sobre los fabricantes para que utilicen materiales más sostenibles y ligeros en su producción, en un intento de aumentar la autonomía. Además, los activistas medioambientales reclaman una reducción de la contaminación por plásticos, lo que obliga a los fabricantes a explorar el uso de materiales reciclados.

Esto ha llevado a un aumento en el uso de compuestos moldeados por inyección y resinas recicladas post-consumo (PCR) para el moldeo por inyección de parachoques. ^[3]. Estos materiales son los preferidos por su elevada relación resistencia-peso.

Retos de procesamiento con compuestos y resinas PCR

Cuando se utiliza cualquiera de estos materiales, el sistema de moldeo de parachoques de coche debe modificarse. Por ejemplo, los compuestos se funden a una temperatura más alta y necesitan una presión de inyección mayor que la del plástico virgen para garantizar un flujo uniforme sin da?ar el material. Los parámetros de procesamiento de las resinas recicladas postconsumo también están muy controlados para evitar la degradación del material.

Por lo tanto, cuando trabaje con compuestos o resinas recicladas postconsumo, asegúrese de asociarse con un fabricante de moldes de parachoques que entienda sus peculiaridades. Algunas de las modificaciones que los fabricantes pueden realizar en un sistema de moldeo por inyección de parachoques cuando se utiliza PCR son:

• La máquina se beneficiará del uso de sistemas avanzados de filtración y clasificación para eliminar contaminantes.
• El contenido de humedad de la PCR puede ser superior al del plástico virgen y requeriría un sistema de secado optimizado para evitar defectos.
• Modificación del dise?o del tornillo para procesar materiales con flujo de fusión variable.
• Puede ser necesario introducir extrusoras de ventilación en el barril para eliminar la humedad y los residuos volátiles del material durante la fusión.
• Puede ser necesario ajustar la temperatura, la presión y la velocidad.
• Es necesario modificar el sistema de refrigeración para compensar las diferentes tasas de contracción.

3. Dise?o de parachoques para aligerar

Existe la idea errónea de que el aligeramiento de las molduras de los parachoques de los automóviles puede conseguirse simplemente intercambiando materiales. Eso no es cierto. La optimización del dise?o es fundamental para aligeramiento. Aunque el paso de los parachoques de acero a los de plástico contribuyó a reducir el peso total de los automóviles, a continuación se presentan técnicas de optimización del dise?o que ayudan a los fabricantes a crear parachoques ligeros.

• Estructuras de paredes delgadas: La producción de parachoques con paredes finas ayuda a los fabricantes a reducir aún más el uso de material, lo que puede disminuir aún más el peso de la pieza y los costes. Para fabricar piezas de paredes finas sin comprometer la funcionalidad, costillas suelen a?adirse a los parachoques de paredes finas para mejorar la estabilidad y redistribuir la fuerza del impacto.
• Dise?o generativo y optimización topológica: El modelado computacional avanzado se utiliza a menudo para eliminar materiales de zonas no críticas o para optimizar la forma estructural, utilizando estructuras reticulares o de nido de abeja, por ejemplo. ^[4]. Estas estructuras son más eficientes a la hora de soportar cargas e impactos. El modelado computacional también puede utilizarse para encontrar la mejor configuración y densidad de costillas para obtener los mejores resultados.
• Técnica de fabricación híbrida: A diferencia de la fabricación tradicional de parachoques, que utiliza una sola técnica de producción, los parachoques modernos pueden combinar distintas técnicas. Por ejemplo, Impresión en 3D para crear la capa exterior que contiene las cámaras voxel. A continuación, los huecos se rellenan mediante una técnica similar al moldeo por inyección.
• Integración parcial: La combinación de varias piezas en un solo molde de parachoques elimina la necesidad de sujetadores y otras técnicas de unión que aumentan el peso del automóvil.

4. Dise?o funcional del molde del parachoques

Los parachoques modernos de la mayoría de los tipos de coches (especialmente los deportivos) están dise?ados para contribuir a sus propiedades aerodinámicas y a la eficiencia del combustible. Está dise?ado para gestionar el flujo de aire, especialmente en el caso de los VE que utilizan ventiladores para refrigerar las baterías.

El parachoques delantero es la primera parte del vehículo que entra en contacto con el aire que se aproxima. Por lo tanto, suele tener una forma contorneada que ayuda a que el aire fluya fácilmente alrededor del coche. Esto evita que se cree una resistencia al aire que puede aumentar el consumo de combustible o de batería.

Algunos procesos de moldeo por inyección de parachoques incorporan características especiales como rejillas de ventilación laterales o cortinas de aire. El objetivo de estos elementos es guiar el aire hacia los huecos de las ruedas y los frenos. El aire frío que llega enfría el sistema de frenado y ayuda a gestionar las turbulencias de aire generadas por las ruedas en movimiento. Este efecto también ayuda a reducir la resistencia aerodinámica y a mejorar la aceleración y la eficiencia del combustible.

5. Dise?o del molde del parachoques según las especificaciones de la empresa de automoción

El dise?o de los paragolpes no es igual para todos. Cada fabricante de automóviles tiene unos requisitos estéticos o de rendimiento únicos para sus paragolpes, que pueden variar mucho de un modelo de coche a otro. El proceso de moldeo de parachoques debe ajustarse a las expectativas internas del fabricante.

Para un fabricante, puede ser la capacidad del parachoques para evitar da?os en los faros o en los sensores y cámaras integrados en un choque a baja velocidad. Otro fabricante puede dar prioridad a la aerodinámica y la refrigeración. Un tercer fabricante puede dar prioridad a la estética y exigir un parachoques resistente a los ara?azos y fácil de pintar. Las pruebas estándar que los fabricantes de automóviles utilizan para verificar el rendimiento de los parachoques incluyen:

• Prueba de esfuerzo: Los programas de simulación, como el análisis de elementos finitos, se utilizan para evaluar el comportamiento del parachoques en distintas condiciones.
• Pruebas de barrera y de péndulo: El parachoques se estrella contra obstáculos móviles (y fijos) a diferentes alturas y velocidades para predecir el comportamiento del impacto.
• Prueba de ajuste del vehículo: Se utiliza para determinar el ajuste del parachoques en el vehículo antes de la instalación final.

Los moldes modulares y de varias cavidades suelen combinarse con innovadores canales de refrigeración conformados para mejorar la eficacia del moldeo por inyección de parachoques, acortar los tiempos de ciclo y garantizar que la calidad de los productos sea uniforme y constante. Los fabricantes de automóviles deben asegurarse de comunicar claramente sus intenciones y requisitos a su fabricante de moldes para obtener el mejor resultado.

Referencia

[1] Grupo Mercedes-Benz. (s.f.). Patente Benz de automóvil: El primer automóvil (1885-1886). Grupo Mercedes-Benz.

[2] Departamento de Energía de Estados Unidos. (s.f.). ?Cómo funcionan los coches eléctricos de pila de combustible? Centro de datos sobre combustibles alternativos.

[3] Mauser Packaging Solutions. (s.f.). Resina postconsumo (PCR): ?Qué es y cuáles son sus ventajas? Soluciones de envasado Mauser.

[4] 3Dnatives. (2025, 11 de abril). Todo sobre las estructuras reticulares en la impresión 3D. 3Dnativos.