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Mar 30, 2023

Josh Goossens de Tenneco explora el cambio preferencial de OEM hacia el modelado virtual

AKRON—El desarrollo de productos virtuales puede no ser una tendencia tan predominante como

AKRON: el desarrollo de productos virtuales puede no ser una tendencia tan predominante como la electrificación en la industria automotriz, pero no es menos crítica, según Josh Goossens, gerente de ingeniería de materiales en Clevite Elastomers Group de Tenneco.

Goossens se centró en el movimiento que están impulsando los OEM automotrices para ahorrar costos y acelerar el tiempo de comercialización durante su presentación principal el 11 de mayo, el segundo día de la Conferencia Rubber in Automotive organizada por Rubber News.

"Este es un tema un poco diferente a la electrificación y la sostenibilidad que se ha discutido aquí en lo que va de semana", dijo Goossens. "El desarrollo de productos virtuales representa un cambio de paradigma en la automoción".

Clevite Elastomers, parte del negocio de soluciones de rendimiento de Tenneco, fabrica productos de control de conducción y NVH para OEM y clientes del mercado de repuestos. Los productos antivibración, que generalmente comprenden un compuesto mayoritario de caucho natural, son parte de la base de un automóvil como puntos de pivote del bastidor del chasis.

Y a medida que los OEM presionan por la virtualización completa del desarrollo de productos, eso debería poner a Tenneco y Clevite al frente de la línea en el proceso de fabricación.

Pero ese no siempre ha sido el caso, y el desarrollo de productos virtuales presenta más desafíos en ese sentido.

"Estamos en el proceso de obtener los requisitos de los OEM para diseñar virtualmente los productos, donde las primeras piezas físicas producidas estarán fuera de las herramientas de producción y de la calidad del vehículo vendible", dijo Goossens. "Deja que eso se hunda... piensa en tus propias líneas de producción.

"¿Estás listo para este tipo de futuro en el que no habrá prototipos, produciendo piezas de calidad vendibles que fueron diseñadas desde un punto de vista puramente virtual?"

Goossens ha estado con Tenneco desde 1999 en varios roles. Es responsable del desarrollo de compuestos de elastómero, la selección de materiales, el desarrollo de procesos de mezcla, la investigación de materiales de núcleo y las pruebas de propiedades de materiales para simulaciones.

Y él es el gerente para llevar la división Clevite a este mundo virtual, ya que su área favorita de investigación es el desarrollo de nuevas técnicas de prueba de materiales para el avance de la precisión de simulación de productos.

En esta capacidad, Goossens y la división Clevite trabajan directamente con Endurica LLC, con sede en Findlay, Ohio, para realizar pruebas de fatiga de casquillos y otras piezas.

Clevite fue fundada como Harris Products Co. en 1933, pionera en productos de suspensión de elastómero para chasis. La empresa fue adquirida por Pullman Co. en 1987 (cuando se convirtió en Clevite Elastomers); y nuevamente por Tenneco, con sede en Northville, Michigan, en 1996.

La empresa está integrada verticalmente para el diseño, el desarrollo de compuestos, la fabricación, las pruebas y la caracterización de productos, dijo Goossens.

Hay una gran cantidad de productos de caucho en cualquier vehículo, y los puntos de pivote en un chasis y marco no son diferentes, requieren un buje de caucho y acero (u otro material rígido).

De hecho, los componentes son independientes de los vehículos eléctricos y de hielo, lo que significa que el tren de fuerza del vehículo no hace ninguna diferencia para Clevite en cuanto a sus bujes.

Para Clevite y Goossens, la filosofía debería ser de aislamiento de vibraciones, no de atenuación.

"Al ver las conversaciones de ayer y por lo que he visto durante 25 años en la industria, muchas empresas químicas piensan que los productos antivibración funcionan según un principio de atenuación", dijo Goossens. "Pero realmente es un principio de aislamiento de vibraciones. Y esto significa usar un compuesto de baja amortiguación para los puntos de pivote".

Desde el punto de vista de la formulación, los bujes son simples, dijo Goossens. Los datos requeridos durante el desarrollo incluyen las cargas y deformaciones óptimas para "un compuesto NR limpio, ligeramente reforzado y de alta calidad", dijo.

El aceite de proceso, los antidegradantes y el negro de carbón completan los ingredientes, y los bujes suelen tener prototipos con activadores y sistemas de curado normales.

Pero en el mundo virtual, el carro debe venir antes que el caballo: el comportamiento material debe comprenderse por completo antes de poder realizar cualquier simulación.

Y eso representa mucho trabajo por parte de un OEM potencial o un proveedor del mercado de repuestos antes de que sean seleccionados para el trabajo.

"Nos piden que simulemos un rango más amplio de variaciones de producción, introduzcamos o aumentemos la cantidad de modelos de aprendizaje y eliminemos la variación de producción para el estado de curado y otros pasos", dijo Goossens. “Nos están pidiendo esto, pero lo que no han hecho es darnos cómo esperan que se realice ese futuro”.

Goossens estima un ciclo de lanzamiento de dos años para los productos de bujes de Clevite, donde habría una tercera revisión técnica (además de las dos revisiones técnicas típicas) antes de que se adjudique cualquier negocio.

Y en este caso, el software, en lugar del hardware, recibirá una validación parcial.

"Nuevamente, eso ya es mucho trabajo de simulación cuando aún no hemos sido seleccionados como proveedores", dijo. "Y este es el mensaje central de mi charla: necesitamos más datos materiales".

Y tales datos materiales, entre ocho y 20 veces más para el desarrollo de productos virtuales completos que los métodos típicos de creación de prototipos, se necesitan desde el principio.

"Eso elimina efectivamente la introducción de nueva tecnología de materiales en una pieza porque necesitamos comprender completamente el comportamiento del material antes de que podamos realizar el trabajo de simulación", dijo. "Podemos introducir nueva tecnología de materiales o nuevos procesos de mezcla y validar esa parte en particular, pero se necesitan 1600 horas de máquina y 40 horas de mano de obra para que un técnico lo haga".

Goossens señaló que incluso un modelo de simulación "simplificado" requiere "un poco más de datos que un prototipo en primer lugar".

"Entonces, la pregunta sigue siendo: ¿hay posibles atajos con un conjunto completo de datos de materiales? ¿Y cómo se alinea todo esto con el costo de validar un prototipo? Eso está por verse", dijo.

"Los OEM están impulsando esto desde un nivel de gestión senior muy alto. Y todo el proceso es bastante difícil".

Al igual que con cualquier avance tecnológico, se espera que el tiempo de comercialización sea más rápido. Pero, ¿se logrará un ahorro de costos?

"Creo que este será un viaje para los proveedores de componentes de elastómero, especialmente en el espacio antivibración", dijo Goossens. "Existe el potencial de ahorro de costos... pero les gusta tratar nuestros productos como los últimos productos en ser ajustados.

"Los OEM tienen que ser más precisos y precisos con sus solicitudes. Si hay una solicitud de cambio importante por parte de un OEM al final del proceso, eso significa que todas nuestras simulaciones están fuera de la ventana. Y las simulaciones que estamos haciendo son antes de que tengamos se le ha adjudicado el negocio.

"Estos son los problemas a los que nos enfrentamos en este momento".

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