El composite en el mundo del deporte
Hoy en día es difícil encontrar un deporte en el que
no exista alguna pieza, material, instrumento, utensilio, etc. que no
tenga parte de su estructura construida mediante un composite o lo que
en muchas ocasiones es el poliester reforzado con fibra de vidrio.
La influencia de los composites en la industria
La incorporación de los plásticos a la industria se
produjo hace menos de un siglo con el desarrollo de la química y su
producción industrial.
Gracias a las necesidades que se fueron creando en la electrónica, la industria espacial, la defensa, etc. se llegaron a crear materiales como el kevlar de una dureza tal que podía parar determinado tipo de bala.
Gracias a las necesidades que se fueron creando en la electrónica, la industria espacial, la defensa, etc. se llegaron a crear materiales como el kevlar de una dureza tal que podía parar determinado tipo de bala.
Aviones con poliester reforzado con fibra de vidrio
El avión construido de materiales compuestos tiene la
ventaja de que las piezas generalmente pesan menos y todas las formas
imaginables se pueden hacer con estos materiales, a diferencia del de
aluminio. La mayoría de fabricantes de avión aplicarán composites,
pero sólo para ciertas piezas pequeñas. Por ejemplo: pantalones de
rueda, carenados, puntas de las alas y a veces incluso secciones más
grandes, como partes del fuselaje.
La fabricación en PRFV en la industria de la automoción
La resina de poliester actúa como un
aglomerante para el refuerzo de fibra de vidrio que puede tener una
forma de haz o hebras y que es lo que da las propiedades resistencia
mecánica y al calor, así como la rigidez al resultado final.
El poliester es responsable de la resistencia frente a agentes químicos, al clima y del aislamiento dieléctrico.
El poliester es responsable de la resistencia frente a agentes químicos, al clima y del aislamiento dieléctrico.
Las diferentes resinas de poliester
El poliester reforzado con fibra de vidrio debe su expansión en todos los ámbitos de la industria a la gran resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas.
Todo esto se debe a la investigación y desarrollo llevados a cabo con las resinas de poliester que otorgan esas excelentes cualidades a las piezas resultantes de la fabricación del poliester.
Todo esto se debe a la investigación y desarrollo llevados a cabo con las resinas de poliester que otorgan esas excelentes cualidades a las piezas resultantes de la fabricación del poliester.
El uso de resina epoxi en la industria del poliester
Se trata de una resina de poliester que tiene unas características técnicas que la hacen indispensable para muchas aplicaciones industriales.
En esencia la resina epoxi es un polímero termoestable que se endurece al mezclarlo con un catalizador ( ya sabemos qué hay que hacer si es preciso usar un acelerante y el peligro que conlleva).
En esencia la resina epoxi es un polímero termoestable que se endurece al mezclarlo con un catalizador ( ya sabemos qué hay que hacer si es preciso usar un acelerante y el peligro que conlleva).
El acelerante para la fabricación del poliester
Para la fabricación de poliester o de composites como poliester reforzado con fibra de vidrio y otros refuerzos, se precisan resinas.
La función del gel coat en el Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio
El gel coat es un material que se da a la superficie de un composite para otorgarle un acabado de alta calidad.
Se aplica en sucesivas capas, al ser resinas en estado líquido que poseen una serie de pigmentos, ofreciendo una apariencia final brillante muy destacada de la pieza.
Se aplica en sucesivas capas, al ser resinas en estado líquido que poseen una serie de pigmentos, ofreciendo una apariencia final brillante muy destacada de la pieza.
El catalizador en la fabricación de poliester
En ocasiones hablamos continuamente de lo que parecen las auténticas estrellas de las fábricas de poliester, ¿quiénes? Las resinas de poliester, ortoftálicas, isoftálicas, etc., la fibra de vidrio, los composites, etc.
Pero nos olvidamos de que ciertos materiales son necesarios para obtener los resultados necesarios para el funcionamiento de lo construido.
Pero nos olvidamos de que ciertos materiales son necesarios para obtener los resultados necesarios para el funcionamiento de lo construido.
El proceso RTM en la fabricación del poliester
La mejor manera de obtener piezas en poliester
actualmente es con molde cerrado, de esta manera se consiguen mejores
acabados en ambos lados, además de reducir efectos contaminantes y
problemas para los profesionales que trabajan el poliester reforzado con fibra de vidrio.
Son métodos distintos a la hora de producir piezas en composite, porque el nivel de un método y otro es completamente distinto hablando siempre en términos de productividad.
La diferencia se debe a la capacidad del molde a la hora de recibir la presión de la inyección de fibra de vidrio.
Dependiendo del tipo de molde utilizado el cual soporta diferentes presiones, mayores tratándose de un composite realizado tras un proceso RTM o menores, en el caso de RTM light, por lo tanto en estos casos hablamos de un procedimiento distinto al cuál debe su nombre.
Para iniciar el procedimiento RTM es necesario la inyección dentro del molde, mientras que en el RTM light no sucede así, sino que esta se produce en zonas periféricas del molde. Por tanto el nivel de exactitud debe ser preciso en los casos de RTM y la tolerancia es de nivel 0 ó la pieza resultante en poliester no se podría usar para su utilidad diaria.
El molde es importante para el trabajo de fabricación del poliester en cualquiera de sus variantes, su terminación en gel-coat es especialmente sensible.
Por el contrario en el RTM light la inyección se realiza al vacío, por tanto la presión no precisa ser tan fuerte como en el caso anterior. Los moldes no deben tener paredes muy gruesas y los cierres no deben ser muy potentes, por el contrario gracias al vacío se suelen mantener unnidos.
Se suelen usar resinas de poliester de baja viscosidad, aunque la permeabilidad es máxima en este tipo de procedimientos para la fabricación del poliester
Producir poliester con el método RTM
Hay técnicas de moldeo distintas llamadas RTM por sus siglas en inglés (Resin Transfer Moulding) o también RTM Light. Que como podremos ver no se trata de lo mismo.Son métodos distintos a la hora de producir piezas en composite, porque el nivel de un método y otro es completamente distinto hablando siempre en términos de productividad.
La diferencia se debe a la capacidad del molde a la hora de recibir la presión de la inyección de fibra de vidrio.
Dependiendo del tipo de molde utilizado el cual soporta diferentes presiones, mayores tratándose de un composite realizado tras un proceso RTM o menores, en el caso de RTM light, por lo tanto en estos casos hablamos de un procedimiento distinto al cuál debe su nombre.
Para iniciar el procedimiento RTM es necesario la inyección dentro del molde, mientras que en el RTM light no sucede así, sino que esta se produce en zonas periféricas del molde. Por tanto el nivel de exactitud debe ser preciso en los casos de RTM y la tolerancia es de nivel 0 ó la pieza resultante en poliester no se podría usar para su utilidad diaria.
El molde es importante para el trabajo de fabricación del poliester en cualquiera de sus variantes, su terminación en gel-coat es especialmente sensible.
Dos fórmulas de RTM: RTM clásico y RTM LIGHT para el composite
En el sistema de RTM clásico las pestañas que rodean al molde se encuentran cerradas, para resistir la presión que ejerce esta inyección, por tanto la estructura del molde ha de ser especialmente resistente reforzada, ya que no existe el vacío para ayudar a cerrar por lo que suelen ser metálicas.Por el contrario en el RTM light la inyección se realiza al vacío, por tanto la presión no precisa ser tan fuerte como en el caso anterior. Los moldes no deben tener paredes muy gruesas y los cierres no deben ser muy potentes, por el contrario gracias al vacío se suelen mantener unnidos.
Se suelen usar resinas de poliester de baja viscosidad, aunque la permeabilidad es máxima en este tipo de procedimientos para la fabricación del poliester
El proceso RTM para fabricar piezas en poliester
En las fábricas de poliester se emplean distintos procesos de elaboración para construir las piezas en composite, PRFV y materiales plásticos en general.Uno de los sistemas se conoce por sus siglas en inglés que son RTM y quiere decir Resin Transfer Moulding o lo que en español sería Moldeo por Transferencia de Resina.
Para ello se utiliza un molde que está cerrado rígido, con dos partes, que dejan un hueco por el que se colocan la fibra de vidrio, núcleos, etc. y por el que se inyectará resina a una presión que será inferior a la del cierre del molde.
Clases de procedimiento RTM
Existen dos clases de RTM, el llamado RTM clásico y el RTM light.En el primero las paredes del molde resisten una fuerte presión, por lo que el sistema de cerrado es potente. Además esas mismas paredes están reforzadas y son de un grosor alto, porque la resina entrará a fuerte presión hidráulica.
En el RTM light, la inyección de resina sí que está ayudada del vacío, por tanto no será necesaria tanta presión para que esta llegue a todas las zonas del molde y sus refuerzos. Las paredes no son tan gruesas y los cierres no son tan potentes.
Este procedimiento es más barato que el RTM clásico al usar útiles algo más ligeros y por tanto, más baratos.
Ventajas del RTM
- El curado incluso puede lograrse a temperatura ambiente o más altas.
- Son procesos rápidos y limpios, con poca emisión de gases, como estireno, que proporcionan un excelente control del laminado y un buen acabado (gel-coat).
Materias primas del RTM
Los materiales que se suelen emplear en el proceso RTM son:- Resinas de baja viscosidad. Epoxy, poliester, vinilester y fenólica. También las resinas de altas temperaturas cuando el procedimiento lo exige.
- Cualquier tipo de fibra se puede utilizar, (fibra de vidrio, carbono…) gracias al rápido transporte de la resina .
- En cuanto a los núcleos, el menos indicado será el panal nido de abeja, por sus células que se llenarían con la resina y, dada la presión, la espuma terminaría aplastándose ligeramente.
Materiales del poliester reforzado con fibra de vidrio
Se usan resinas de poliester que suelen tener gran resistencia a la compresión y las altas temperaturas. Por otra parte también son rígidas.
Fibra de vidrio
Como refuerzo del poliester se utiliza la fibra de vidrio que es muy flexible y ofrece una gran resistencia a la tracción.
Unida la fibra de vidrio y la resina de poliester la compatibilidad es excelente y la resistencia mecánica del producto resultante dependerá de la cantidad de fibra que contengan.
La elección de la fibra de vidrio depende del producto que se vaya a producir en la fábrica de poliester.
- En ocasiones se usa la Manta de Fibra de Vidrio (MAT) para laminados, porque es fácil de moldear y bajo costo.
- Tejido Wowen Roving, que produce laminados de gran resistencia a la tracción.
- Filamentos de fibra de vidrio Roving, que da más fuerza y resistencia.
- Velos, se aplica gel coat y sirve para amortiguar este y el refuerzo e, incluso, como un refuerzo del mismo para dar consistencia a la capa.
- Cintas de fibra de vidrio, que se aplican en espiral en determinadas zonas en las que se necesitan bandas estrechas.
- Fibras de vidrio pre-impregnadas, las MAT se pueden fabricar con una mezcla de resina y catalizador que se activa por calor.
Monómero
Se usa un monómero que normalmente es de estireno con el que se debe tener cuidado de no usar en exceso este material, de cara a que, tras el curado, con la resina no se produzcan defectos en la pieza final que se verán a los pocos meses.Catalizadores y acelerantes
Que son usados en el proceso para el moldeado o laminado.Los catalizadores se usan a temperatura ambiente, con las resinas de poliester y son peróxidos orgánicos; con los acelerantes hay que ser cuidadoso, al ser inestables y peligrosos porque pueden llegar a ser explosivos.
El catalizador más usado es el PMEC o peróxido de metiletilcetona al 50 % y el acelerante es el octoato de cobalto.
En cualquier caso, existen resinas que ya vienen aceleradas con lo que no es necesario trabajar con acelerantes, evitando la posibilidad de explosión y, de paso, facilitando el trabajo.
Gel coat
El gel coat se aplica en la superficie del laminado y lo protege de los efectos del exterior, le da color y brillantez, además de servir de base para luego poner la pintura acrílica o del tipo que se desee.Se da sobre el molde (con un desmoldante) cuando la pieza tiene un acabado perfecto.
Se utiliza una pistola para aplicarlo, pero en ciertos casos es necesario el uso de rodillo e incluso pinceles, cuando hay dificultades de acceso o ambientes muy cargados.
Al término de esta fase el espesor del gel coat no debe ser superior al 0,5 mm. para evitar grietas o que el resultado se pueda quebrar.
Se suelen utilizar resinas ortoftálicas, flexibles y rígidas, que tienen buena resistencia contra los efectos que provoca los ambientes externos. El coste de este tipo de resinas de poliester es muy recomendado.
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