Técnicas de Conformado de Materiales Compuestos sin Uso de Prensa

Clasificación y Tipos de Procesos de Conformado de Materiales Compuestos

Los procesos de fabricación de materiales compuestos se clasifican fundamentalmente en dos grandes grupos: procesos de molde abierto y procesos de molde cerrado.

Procesos de Moldeo sin Prensa (Moldeo Abierto)

El moldeo sin prensa se enmarca dentro de los procesos de molde abierto. Estos procedimientos se subdividen en:

• Moldeo sin prensa (técnicas manuales e inyectadas).
• Realización de estructuras de revolución.
• Realización de estructuras perfiladas.

Procedimientos Específicos de Moldeo sin Prensa

A continuación, se detallan los distintos procedimientos dentro de esta categoría:

1. Moldeo por Contacto Manual (Hand Lay-up)

   Este método sigue una secuencia detallada:

   • Limpieza del molde y aplicación de un agente antiadherente.
   • Aplicación de una capa delgada de gel coat (resina) que formará la superficie externa de la pieza.
   • Una vez que el recubrimiento ha cuajado parcialmente, se aplican capas sucesivas de fibra y resina en forma de tela.
   • Por cada capa, se utiliza un rodillo para asegurar la impregnación completa de la fibra con la resina y eliminar las burbujas de aire atrapadas.
   • Curado de la pieza.
   • Retirada de la pieza completamente endurecida del molde.

   Aplicaciones: Fabricación de grandes depósitos, embarcaciones, y piezas con geometría compleja.

2. Moldeo por Inyección Simultánea (Spray-up)

   En este proceso, se proyectan simultáneamente sobre el molde fibras cortadas y resina catalizada.

   El equipamiento necesario incluye una máquina para cortar el roving (bobina de hilos continuos) y una pistola de aire comprimido para proyectar la resina y las fibras cortadas.

   Aplicaciones: Fabricación de bañeras, depósitos y piscinas.

3. Moldeo a Vacío o a Presión de Aire

   Existen dos variantes principales:

   • Moldeo a Vacío: Se coloca el contramolde recubierto de una membrana estanca. Posteriormente, una bomba genera vacío, lo que permite que el contramolde poroso adapte la resina al molde y facilita la eliminación de burbujas.
   • Moldeo a Presión de Aire: El contramolde deformable se hincha con aire, presionando el molde principal y forzando la impregnación del refuerzo con la resina.

   Aplicaciones: Paneles sándwich y armarios eléctricos.

4. Moldeo con Autoclave (Aunque a menudo se considera cerrado, se menciona aquí por su uso de membrana y vacío)

   Este proceso implica:

   1. Colocación de capas de semielaborado sobre un molde.
   2. Recubrimiento del conjunto con una membrana ligera y estanca.
   3. Introducción del conjunto en un autoclave.
   4. Aplicación de vacío para eliminar el disolvente.
   5. Elevación de la temperatura para que tenga lugar la polimerización.

   Aplicaciones: Elementos de aviones y helicópteros (rotores, puertas, etc.).

Realización de Estructuras de Revolución en Molde Abierto

Hay dos procesos principales utilizados para conformar estructuras de revolución sin prensa:

• 1. Moldeo por Enrollamiento de Filamento (Filament Winding)

  Este moldeo utiliza un mandril que rota alrededor de su eje de giro. El refuerzo, en forma de roving, se sumerge en un baño de resina para su impregnación y luego se enrolla sobre el mandril.

  Aplicaciones: Mástiles de embarcaciones, palas de aerogeneradores eólicos, y recipientes de alta presión.

• 2. Moldeo por Centrifugación

  Consiste en un molde de revolución donde se introducen simultáneamente el refuerzo (fibras cortadas) y la resina catalizada y acelerada. La polimerización se realiza a temperatura ambiente o mediante una estufa.

  Aplicación principal: Tuberías, silos y fosas sépticas.

Realización de Estructuras Perfiladas

El proceso fundamental para crear estructuras perfiladas en molde abierto es la estratificación continua entre films.

Proceso de Estratificación Continua

En este procedimiento:

1. Los refuerzos (fibras) se impregnan con la resina catalizada.
2. El material se hace pasar a través de rodillos de calandrado que le confieren la forma deseada a la pieza.
3. Seguidamente, se polimeriza en una estufa (típicamente entre 60ºC y 150ºC, dependiendo de la temperatura y la resina) en forma de túnel.
4. Finalmente, el material se corta a la longitud requerida.

Aplicaciones: Paneles sándwich y paneles ondulados utilizados para tejados.