Seleccionar página
Blog
18/07/2018

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

Composites

En el campo de los composites se puede encontrar una gran diversidad de técnicas de procesado y de materiales, tanto de refuerzos como de matrices

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 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 este tipo de resinas tengan propiedades mecánicas similares a las resinas termoestables, pero que se comporten como un termoplástico en cuanto a posibilidad de termoconformado, reprocesado, reciclado y soldadura. Por otra parte, sus propiedades físicas (naturaleza líquida y baja viscosidad) permiten trabajar con las mismas configuraciones que con las resinas termoestables convencionales en procesos como laminado manual, infusión, RTM o pultrusión.

Preimpregnados termoplásticos

El tratamiento de los materiales termoplásticos convencionales en el campo de los composites supone un gran reto debido a su alta viscosidad y su bajo índice de fluidez, dificultando la impregnación del refuerzo. Los preimpregnados termoplásticos mitigan este problema, ya que se trata de un producto intermedio preparado para facilitar su posterior procesado.

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). preimpregnados-termoplásticos

El commingled es una combinación de fibras de refuerzo con fibras termoplásticas, formando así un roving mixto de refuerzo y matriz. El towpreg consiste en partículas de un polímero termoplástico adheridas a fibras de refuerzo. Por último, la PCT o cinta pre-consolidada consiste en un roving de fibras, el cual ha sido totalmente impregnado por polímero fundido y al que se le ha dado forma de cinta plana.

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 composites de fibra continua está dominado por los termoestables, pero los termoplásticos han encontrado su nicho de mercado.

Dentro de los composites de fibra de carbono y matriz polimérica, las matrices termoplásticas suponen un 26.3% de la facturación (3.48 billones de $ americanos). Además, dentro de los composites de fibra de vidrio los termoplásticos de fibra continua suponen un 13% del volumen de producción (145 kilotoneladas anuales en Europa).

El uso de este tipo de materiales va aumentando con el paso de los años, y esto se debe a las ventajas que ofrecen en cuanto a tiempos de ciclo, reprocesabilidad y reparabilidad.

En AIMPLAS se están desarrollando proyectos de I+D en el campo de los composites termoplásticos de fibra continua. Un ejemplo de ello es RECOTRANS, proyecto englobado dentro del programa Shift2Rail. El objetivo es cubrir la actual demanda en cuanto a conseguir materiales de altas prestaciones, flexibilidad durante el procesado y de mayor responsabilidad medioambiental. Otro ejemplo es el proyecto INNOPUL, centrado en el desarrollo de piezas estructurales 100% reciclables con un coste competitivo que facilite su rápida introducción al mercado.