Doing business in Spain? Interempresas Media is the key

Composites termoplásticos de fibra continua: Nuevos desarrollos y tendencias de mercado

Blai López Rius, departamento de composites de Aimplas25/06/2018
Dentro del campo de los materiales compuestos se puede encontrar una gran diversidad de técnicas de procesado basadas en el empleo de materiales de refuerzo centrados principalmente en estructuras textiles y matrices de materiales poliméricos. En función de la naturaleza termoplástica o termoestable de la matriz empleada se utilizan unas técnicas u otras que resultan ser más eficaces.

El termoconformado ha sido durante mucho tiempo la técnica más tradicional, utilizada y recurrida para el procesado de composites termoplásticos de fibra continua pero, gracias al desarrollo de nuevos materiales y formatos en los últimos años, están surgiendo muchas más.

Resinas acrílicas

Uno de estos nuevos materiales son las resinas acrílicas termoplásticas. Las resinas acrílicas, en general, se caracterizan por su transparencia, superficie brillante, resistencia a las condiciones climáticas y su alta dureza. Debido a todas estas características estos materiales se utilizan en un gran número de aplicaciones, como en automóviles, electrodomésticos o construcción.

La novedad en esta familia de materiales reside en su adaptación al campo de los composites termoplásticos.

Por una parte, se ha conseguido que sean resinas acrílicas con naturaleza termoplástica. Son resinas que actúan como un termoplástico en cuanto a posibilidad de termoconformado, reprocesado, reciclado y soldadura, pero con propiedades mecánicas similares a las resinas termoestables comúnmente utilizadas en el sector.

Por otra parte, se han adaptado para que puedan ser utilizadas en la fabricación de composites con técnicas ya existentes, como laminado manual, infusión, RTM o pultrusión. Estas resinas, con naturaleza líquida y baja viscosidad, permiten trabajar con las mismas configuraciones que se utilizan en el procesado de resinas termoestables sin la necesidad de hacer cambios sustanciales en los equipos de producción.

Preimpregnados termoplásticos:

Otra de las nuevas tendencias en el campo de los composites termoplásticos es el uso de materiales preimpregnados termoplásticos, que son aquellos formados por una fibra continua y un polímero termoplástico adherido o en contacto directo con ésta, de forma que se comporta como un material intermedio más o menos uniforme y que está preparado para facilitar su posterior procesado.

Adaptar los procesos diseñados para composites con resinas termoestables a los mismos con materiales termoplásticos tradicionales supone un gran reto. El principal problema viene dado por la alta viscosidad y el bajo índice de fluidez de los polímeros termoplásticos, que dificulta la impregnación del refuerzo y la consolidación del material compuesto. Por esta razón, los materiales preimpregnados termoplásticos están suponiendo un gran avance para el uso de termoplásticos en el campo de los composites, aumentando así el número de posibles aplicaciones.

Los preimpregnados termoplásticos de fibra continua con los que más se está trabajando actualmente son los commingleds, los towpregs y las PCTs (pre-consolidate tapes).

foto

El commingled es un tipo de preimpregnado termoplástico que consiste en la combinación de fibras de refuerzo con fibras termoplásticas, formando así un roving mixto de refuerzo y matriz. Luego, este commingled se puede utilizar directamente en forma de roving o se puede usar para realizar diferentes tipos de tejidos que puedan ser utilizados en diferentes tipos de procesos. La intrínseca combinación de fibras de refuerzo y matriz dentro del mismo roving propia del commingled facilita que se produzca una buena impregnación de las fibras.

El towpreg es un material preimpregnado termoplástico que consiste en la adición de partículas de un polímero termoplástico a fibras de refuerzo. Dichas partículas son adheridas a las fibras al introducir las fibras calientes en un baño vibratorio, donde se encuentra el polímero en polvo. De esta forma se obtienen rovings de fibra impregnados con material termoplástico.

Por último, la PCT o cinta pre-consolidada es un tipo de preimpregnado termoplástico que consiste en un roving de fibras, el cual ha sido impregnado por polímero fundido y al que se le ha dado forma de cinta plana. Las fibras se introducen por un molde de extrusión, donde a la vez se introduce el polímero fundido. Luego, bajo el efecto de la presión, el polímero fluye impregnando las fibras completamente. A diferencia de los otros dos tipos, la PCT es un tipo de material preimpregnado que se presenta con las fibras totalmente impregnadas.

Este tipo de materiales se pueden usar en procesos como pultrusión, bobinado automático o impresión 3D haciendo algunos pequeños cambios en las configuraciones de los equipos.

Consumo y tendencias del mercado

El sector de los materiales compuestos de fibra continua es claramente dominado por los composites termoestables, pero los termoplásticos también han encontrado su nicho de mercado.

Dentro del sector de los composites reforzados de fibra de carbono con matriz polimérica (CFRP), las matrices termoplásticas suponen un 26,3% de la facturación (alrededor de los 3,48 billones de dólares americanos), aumentando gradualmente en los últimos años.

Por otra parte están los composites reforzados con fibra de vidrio (GRP), los cuales suponen el 95% del volumen total del mercado de los composites. Dentro de los GRP, los composites termoplásticos de fibra continua suponen entorno al 13% del volumen de producción, situándola entorno a 145 kilotoneladas anuales en Europa.

El aumento de este tipo de materiales se debe, principalmente, a su inclusión en un gran número de proyectos en la industria del automóvil y a las ventajas que presentan en cuanto a procesado/tiempos de ciclo, reprocesabilidad y reciclabilidad.

En el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) se están desarrollando diferentes proyectos de I+D, tanto en el ámbito europeo como en el nacional, en el campo de los composites termoplásticos de fibra continua. Algunos ejemplos son los proyectos Cayley y Brigit, ya finalizados, o Recontrans, un proyecto europeo que está actualmente en desarrollo y que se sitúa dentro del programa Shift2Rail. El objetivo es cubrir una de las actuales demandas del mercado, la cual es conseguir materiales de altas prestaciones con una mayor flexibilidad en cuanto a las posibilidades de procesado (reprocesabilidad), así como con una mayor responsabilidad medioambiental (reciclabilidad y reparabilidad).

Comentarios al artículo/noticia

Nuevo comentario

Atención

Los comentarios son la opinión de los usuarios y no la del portal. No se admiten comentarios insultantes, racistas o contrarios a las leyes vigentes. No se publicarán comentarios que no tengan relación con la noticia/artículo, o que no cumplan con el Aviso legal y la Política de Protección de Datos.

Advertencias Legales e Información básica sobre Protección de Datos Personales:
Responsable del Tratamiento de sus datos Personales: Interempresas Media, S.L.U. Finalidades: Gestionar el contacto con Ud. Conservación: Conservaremos sus datos mientras dure la relación con Ud., seguidamente se guardarán, debidamente bloqueados. Derechos: Puede ejercer los derechos de acceso, rectificación, supresión y portabilidad y los de limitación u oposición al tratamiento, y contactar con el DPD por medio de lopd@interempresas.net. Si considera que el tratamiento no se ajusta a la normativa vigente, puede presentar una reclamación ante la AEPD.

VÍDEOS DESTACADOS

TOP PRODUCTS

ENLACES DESTACADOS

Andaltec Centro tecnológico del plástico

ÚLTIMAS NOTICIAS

OPINIÓN

OTRAS SECCIONES

SERVICIOS