Fabricación mejorada de compuestos

Existe una demanda creciente de composites reforzados con fibras de carbono en sectores como el aeroespacial, debido a su excelente resistencia y su bajo peso. Un peso inferior se traduce, en muchas aplicaciones, en un descenso de emisiones y en la reducción del consumo de combustible.

El proyecto COMPAIR (Development of a manufacturing process for the production of small size complex-shaped structural aircraft components), financiado por la Unión Europea, desarrolló herramientas de preformado para llevar a cabo procesos de preformas con fibras de carbono y de moldeado por inyección con el fin de moldear sobre ellas con moldeados de termoplásticos (sulfuro de polifenileno o PPS). Esta es una mejora importante frente a métodos actuales en los que las fibras de refuerzo, preimpregnadas con el material de la matriz de resina, se colocan en un molde a mano.

El moldeado por encima garantiza que la fibra de carbono conductora quede aislada eléctricamente del bastidor metálico para aplicaciones aeroespaciales. La integración con el moldeado por inyección mejora de forma importante la capacidad, reduce los costes de fabricación y permite fabricar componentes con funcionalidad mejorada destinados a sustituir piezas metálicas. Además, la posibilidad de reciclar aumenta gracias a la compatibilidad con los termoplásticos reutilizables que sustituyen a los materiales de la matriz termoestable. El sistema de COMPAIR también elimina anomalías geométricas habituales y admite distintos materiales y grosores de preformas.

Los investigadores utilizaron las herramientas de preformas para obtener de forma coherente preformas de PPS con fibras de carbono de una sola pieza de alta calidad. La ampliación de escala para obtener geometrías en ángulo de una sola pieza podría suponer ahorros importantes de peso. El equipo fabricó composites utilizando un prototipo de herramienta de moldeado por inyección de una sola cavidad, un robot para calentamiento y manipulación de preformas y una preforma de PPS con fibras de carbono.

Esta tecnología está orientada hacia el sector aeroespacial. Sin embargo, aporta muchas ventajas para otros campos en los que cada vez resulta más interesante aprovechar los beneficios de usar composites ligeros. Entre sus aplicaciones se encuentran las instalaciones de petróleo y gas en alta mar, todo tipo de transportes terrestres y marítimos e incluso nichos de mercado como las carreras de automóviles.