ES2262715T3 - Procedimiento para la fabricacion de componentes de plastico reforzado con fibras y cuerpos huecos correspondientes. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras, en el que - en un molde se aporta un núcleo cubierto con fibras y - por el núcleo se incorpora en la cavidad del molde plástico o productos semielaborados de plástico en forma líquida, esencialmente perpendicularmente a las fibras, - el plástico aportado se endurece y el componente se extrae del molde.

Description

Procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras y cuerpos huecos correspondientes.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras así como a componentes fabricados según este procedimiento como cuerpos huecos, ejes de transmisión, muelles de ballesta y brazos
oscilantes.

Los cuerpos compuestos de plásticos reforzados con fibras se usan en muchos campos de la técnica en los que deben utilizarse componentes altamente resistentes con peso de construcción lo más bajo posible. Como sistemas de matriz para las fibras de refuerzo se utilizan plásticos termoestables y termoplásticos. Como componentes pueden mencionarse, por ejemplo cuerpos huecos, especialmente recipientes a presión, tubos, ejes de transmisión, muelles de ballesta, brazos oscilantes, etc.

Especialmente los sistemas termoplásticos de matriz muestran una serie de ventajas, ya que los materiales de partida pueden almacenarse ilimitadamente, pueden procesarse en condiciones de trabajo higiénicas y además pueden reciclarse y frecuentemente son considerablemente más baratos que los sistemas termoestables correspondientes. Se conocen distintos procedimientos para la fabricación de componentes de plásticos termoplásticos reforzados con fibras
continuas.

En los informes de trabajos en curso de VDI, colección 2: Fertigungstechnik Nr. 393, editorial VDI, 1996, se describe un procedimiento para bobinar material termoplástico en el que una mezcla de fibras de refuerzo y material termoplástico de matriz, por ejemplo productos termoplásticos preimpregnados o fibras híbridas, se deposita en el procedimiento de bobinado convencional sobre un tubo central termoplástico. El hilo introducido se termosuelda con las capas ya anteriormente depositadas sobre el núcleo. La energía de fusión necesaria para esto debe introducirse continuamente durante la operación de bobinado. Para una buena calidad del laminado es necesario que la masa fundida termoplástica solidifique a presión. La consolidación de la matriz termoplástica tiene lugar o bien sola mediante la tensión del hilo o con ayuda de dispositivos de presión adecuados.

Del documento DE4215756A1 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de cuerpos huecos según el denominado moldeo a presión de fusión, en el que un tubo central termoplástico se cubre con fibras, productos termoplásticos preimpregnados o fibras híbridas. En el caso de componentes con simetría de rotación tiene lugar la deposición de fibras en el procedimiento de bobinado. La preforma así fabricada se calienta por fuera y a continuación se coloca en un útil, se cierra herméticamente y se presuriza con presión interna, que provoca la consolidación del material de matriz.

En el documento EP835745A2 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de cuerpos huecos tubulares mediante extrusión por laminación de perfiles, en el que en primer lugar se bobina un tubo central termoplástico con fibras. En el perfil hueco bobinado se aporta un mandril cónicamente moldeado cuya sección transversal es geométricamente similar a la del perfil hueco. A continuación se funde completa o parcialmente el cuerpo hueco tubular, en el que una parte del plástico termoplástico que forma la capa interior del cuerpo hueco tubular se embute en la capa de fibras y de esta manera se forma una capa externa reforzada con fibras del cuerpo hueco.

En el documento DE4300208A1 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de cuerpos huecos, especialmente tubos, barras de torsión tubulares, recipientes a presión, etc. de plásticos reforzados con fibras, en el que por lo menos se integran dos capas con fibras orientadas de manera distinta respecto a la dirección longitudinal. En este procedimiento se aporta el tubo bobinado en un útil y se desplaza con el útil en un movimiento de rotación alrededor del eje longitudinal del tubo. El tubo central termoplástico se calienta hasta temperaturas superiores a la temperatura de fusión y las fuerzas centrífugas generadas mediante el movimiento de rotación actúan sobre la masa fundida de material termoplástico y así generan una presión de consolidación.

En el documento US4.849.150 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras en el que las tiras de batista y las fibras de vidrio continuas se bobinan sobre un núcleo con una tensión definida. El núcleo así envuelto se lleva a un molde en el que se inyecta resina sintética fundida a presión. El plástico líquido se inyecta mediante un canal de inyección central que a continuación se cierra con un tapón, de manera que la resina líquida puede penetrar en las fibras estratificadas. Las fibras se impregnan lentamente con resina.

Una desventaja del estado de la técnica descrito anteriormente es que generalmente sólo pueden fabricarse cuerpos huecos de paredes finas.

Una cuestión crucial en la fabricación de cuerpos huecos de paredes gruesas de plásticos termoplásticos reforzados con fibras continuas es que no es posible una consolidación del laminado mediante un procedimiento de prensado, ya que con la operación de prensado siempre va asociada una disminución del espesor de laminado. Esto tiene como consecuencia que en las secciones transversales huecas debe agrandarse el contorno interior o minimizarse el contorno externo. Lo primero produce en grandes espesores de pared que el ángulo de fibra de las fibras de refuerzo, que en general se aplican en un proceso de bobinado o trenzado, se agrande en la dirección del contorno y con esto se encogen axialmente las bobinas y por tanto deberían diferenciarse entre sí las capas por separado. Sin embargo, esto no es posible con técnicas convencionales debido al alto rozamiento entre las fibras. La minimización del contorno externo produce, a longitud constante del perfil, ondulaciones de fibras que en los troqueles termoplásticos significarían una fuerte disminución de la resistencia a la presión en paralelo en el producto final.

En la consolidación del laminado también pueden formarse huecos cuando el material termoplástico no llegue a estos huecos debido a la alta resistencia a la fluencia y/o cuando la presión aportada no sea suficientemente alta. En el caso de espesores de pared más grandes resultan correspondientemente mayores trayectorias de fluencia, que significa que, o bien los tiempos que la masa fundida necesita para el recorrido de la trayectoria de fluencia son demasiado altos, o bien que se necesitan presiones que no pueden realizarse con el procedimiento del estado de la técnica.

La presente invención se basa en el objetivo de poner a disposición un procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras con el que sea posible fabricar componentes de paredes gruesas con alta calidad de laminado.

Objeto de la presente invención es un procedimiento del tipo mencionado al principio, en el que

- en un molde se aporta un núcleo cubierto con fibras y

- por el núcleo se incorpora en la cavidad del molde plástico o productos semielaborados de plástico en forma líquida, esencialmente perpendicularmente a las fibras,

- el plástico aportado se endurece y el componente se extrae del molde, así como un cuerpo hueco obtenido según este procedimiento según la reivindicación 15.

El procedimiento según la invención hace posible la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras con espesor de pared relativamente alto. Preferiblemente los componentes se refuerzan con fibras continuas. Pudo observarse que la bobina de fibras de refuerzo se ensancha debido al rozamiento entre las fibras, especialmente cuando el plástico o el producto semielaborado de plástico se incorporan a alta presión en la cavidad del molde, mediante lo que las fibras se extienden y se consolidan. Se puede partir de que la causa de la presión presente en el molde es que se forma cuando los materiales de plástico se aportan en el molde y penetran en la bobina de fibras.

El plástico o los productos semielaborados de plástico se incorporan según la invención en forma líquida en el molde. En el marco de la presente invención, "en forma líquida" significa que los materiales utilizados pueden fluir o pueden pulverizarse en las condiciones de procesado, como temperatura y presión. Los materiales de plástico son preferiblemente viscosos, ya que entonces se ha mostrado que pueden formarse mediante una alta presión de consolidación. Los materiales de plástico presentan preferiblemente viscosidades dinámicas superiores a aproximadamente 10 Pa\cdots.

Después de la incorporación del plástico, éste se endurece. En una forma de realización con especial preferencia de la presente invención, el endurecimiento tiene lugar a presión, de manera que resulta una consolidación del laminado. La presión de consolidación es preferiblemente perpendicular a la bobina de fibras, especialmente perpendicular a la pared del componente que va fabricarse.

Consolidación significa en el marco de la presente invención una estabilización de los materiales líquidos, como enfriamiento de una masa fundida o reacciones de polimerización de productos semielaborados de plástico, por ejemplo a presión, en la que se comprime la bobina de fibras. Se comprobó que mediante la presión interna que aparece en el molde durante la consolidación se consigue un estiramiento de fibras, es decir, se compensan las ondulaciones de fibras que pueden aparecer en la bobina de las fibras. El estiramiento y/u orientación de las fibras hace posible una admisión de carga más alta de las fibras que produce de nuevo, en total, una estabilidad más alta del componente.

En la primera etapa se cubre un núcleo, que generalmente es un útil y no constituyente del componente que va a fabricarse, con fibras. Las fibras se disponen en capas sobre el núcleo, preferiblemente éste se envuelve con las fibras.

Como fibras que pueden utilizarse en el procedimiento según la invención son especialmente adecuadas todas las denominas fibras continuas. Ejemplos son fibras naturales y sintéticas basadas en hidratos de carbono o aminoácidos, fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras cerámicas como carburo de silicio, nitrito de boro y fibras de silicato, fibras de polietercetona, poliamida completamente aromática, polietileno, polipropileno, poli(tereftalato de butileno), poliamida, polisulfona, polietercetona, así como combinaciones discrecionales de los
anteriores.

En otra configuración de la presente invención se utilizan los denominados productos termoplásticos preimpregnados, productos termoestables preimpregnados o fibras híbridas. En el caso de los productos preimpregnados se trata de un hilo relativamente grueso con 1000 o más filamentos que están impregnados con una masa fundida (mediante un proceso de pultrusión) o un polvo del material de matriz.

Las hebras híbridas que también pueden utilizarse preferiblemente pueden fabricarse, por ejemplo según el procedimiento conocido del documento EP-B156599, en el que ambos tipos de fibras separadas entre sí se distancian mediante insuflado con aire y luego se mezclan mediante reagrupación mediante rodillos o barras. El distanciamiento también puede tener lugar básicamente mediante un chorro de líquido, mediante carga electrostática o mediante separación de los filamentos individuales mediante peines. En esto se obtiene una mezcla íntima de filamentos individuales, de manera que en el hilo mixto están distribuidas homogéneamente de manera estadística fibras de refuerzo y de material termoplástico. Pero un mezclado íntimo tal no es necesario para todos los fines de aplicación; también puede renunciarse al distanciamiento de las fibras de partida y mezclar éstas según procedimientos sencillos, por ejemplo encogiéndolas mediante rodillos o barras o fluidizarlas conjuntamente en una corriente de aire. Las fibras híbridas están compuestas normalmente por 10 al 90 por ciento en volumen de fibras de refuerzo y 90 al 10 por ciento en volumen de fibras de material termoplástico.

Además, pueden utilizarse productos termoestables preimpregnados que se consolidan con el procedimiento según la invención. En el caso de productos termoestables preimpregnados se trata de un hilo grueso o incluso bandas con varios milímetros de ancho con 1000 o más filamentos que están impregnados con productos semielaborados del plástico termoestable de matriz.

Las fibras o fibras híbridas o productos preimpregnados aplicados sobre el núcleo se consolidan a continuación con material de plástico líquido introducido adicionalmente a presión.

En el uso de fibras híbridas o productos preimpregnados sólo debe introducirse adicionalmente tanta matriz como sea necesaria para rellenar los huecos en la cavidad del molde. Para acortar el tiempo necesario para esto pueden elegirse técnicas especiales de bobinas que facilitan una impregnación por entre los hilos depositados por separado. De esta manera puede comenzar la propia impregnación de hilos casi en todos los puntos de la sección transversal y en el contorno total del hilo por separado. Las construcciones de este tipo aumentan normalmente los tamaños y/o el número de intersticios entre los hilos y así favorecen la penetración del material de plástico líquido entre los hilos. Ejemplos de construcciones de fibras son muestras de bobinado con altas cantidades de muestra, es decir, muchos puntos de solapamiento, muestras de bobinado con distancias entre los hilos depositados por separado hasta la bobina de cesta o el uso de hilos retorcidos en lugar de mechas, ya que se comprobó que la sección transversal de hilos retorcidos en el bobinado se achataba menos y así se formaban más intersticios para la impregnación por entre los hilos retorcidos por separado. En el uso de fibras híbridas sólo se introduce tanta matriz como sea necesaria para rellenar los huecos. La consolidación posterior de la bobina de fibras híbridas tiene lugar mediante aporte de calor, es decir, mediante fusión de las fibras de materiales termoplásticos de las hebras híbridas.

La expresión material de plástico usada a continuación comprende tanto los plásticos como los productos semielaborados de plástico que pueden
utilizarse.

Como plásticos se utilizan preferiblemente plásticos termoplásticos, es decir, los que funden esencialmente a temperaturas más altas sin descomposición. Como plásticos termoplásticos pueden utilizarse homopolímeros, copolímeros y/o mezclas de polímeros termoplásticos. Como ejemplos pueden mencionarse sustancias naturales modificadas como nitrato de celulosa, acetato de celulosa, éteres de celulosa y éteres mixtos de celulosa, poliamidas, policarbonatos, poliésteres, poli(óxidos de fenileno), polisulfonas, poli(acetales de vinilo), poliolefinas, ionómeros, poli(cloruro de vinilo) (PVC), poli(cloruro de vinilideno), poli(metacrilato de metilo), poliacrilonitrilo, poliestireno, poliacetales, plásticos fluorados, poli(alcohol vinílico), poli(acetato de vinilo), poli-p-xilileno, polietercetonas, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo, politereftalatos, poliuretanos lineales, poliéteres clorados, etc. Se prefieren especialmente poliolefinas como polietileno o polipropileno, así como poliamidas, como poliamida 6.6. En este sentido también puede tratarse tanto de homopolímeros como de copolímeros de los anteriores con proporciones inferiores de comonómeros incluidos por polimerización.

Evidentemente, los monómeros también pueden introducirse en primer lugar para la fabricación de componentes de plásticos termoplásticos y tomar parte en una etapa de polimerización.

Si los componentes deben fabricarse de otros plásticos, como por ejemplo plásticos termoestables, entonces ha demostrado ser ventajoso utilizar los productos semielaborados de plástico líquidos, es decir, monómero o mezclas monoméricas, prepolímeros, etc., que pueden endurecerse de una manera conocida en sí a continuación de la operación de impregnación con formación del polímero (plástico). Ejemplos de plásticos termoestables son las denominadas resinas de colada, como resinas epoxídicas, resinas de metacrilato, resinas de poliéster insaturado, resinas de isocianato y resinas de fenacrilato, así como las resinas fenólicas, resinas de melamina-formaldehído y poliuretanos reticulados y lineales, etc. que pueden fabricarse normalmente de prepolímeros. En función del efecto de consolidación deseado puede ser necesario aumentar de una manera conocida en sí la viscosidad de los productos semielaborados de plástico termoestables, que normalmente presentan viscosidades muy bajas. Se prefieren viscosidades dinámicas mayores de aproximadamente 10 Pa\cdots.

Los monómeros o prepolímeros que pueden utilizarse como productos semielaborados de plástico se seleccionan preferiblemente de aquellos que pueden polimerizarse mediante poliadición y/o polimerización radicálica. El endurecimiento, es decir, la polimerización, puede tener lugar térmicamente y/o mediante utilización de los denominados endurecedores y/o catalizadores/iniciadores de polimerización.

El material de plástico también puede contener o estar compuesto por los denominados plásticos funcionales, como politetrafluoroetileno (PTFE), también pueden añadírsele aditivos que mejoran las propiedades tribológicas o actúan de manera abrasiva, como MoS, negro de carbono, Al_{2}O_{3}, TiO_{2}, ZrO_{2}, óxidos mixtos de Al_{2}O_{3} y/o ZrO_{2}, carburos, como SiC y B_{4}C, nitruros, como BN, diamante y/o partículas magnéticamente activas, etc.

Según la invención, el núcleo cubierto con fibras se aporta en un molde. La introducción del material de plástico tiene lugar del interior al exterior en dirección hacia el molde. Preferiblemente, el núcleo es hueco con canales de introducción, de manera que las fibras se impregnan de dentro a fuera con el material de plástico líquido y se humedecen. La distribución del material de plástico en la cavidad del molde puede facilitarse cuando los canales de introducción desembocan en ranuras que están distribuidas por el núcleo.

Ha demostrado ser especialmente ventajoso cuando el molde en el que se aporta el núcleo cubierto con fibras es un molde a presión, de manera que mediante la introducción del plástico y/o producto semielaborado de plástico líquido pueda formarse una presión en la cavidad del molde, mediante la cual pueden obtenerse componentes con alta calidad de laminado.

La presión con la que el plástico líquido y/o el producto semielaborado de plástico se inyecta en el molde asciende preferiblemente a aproximadamente de 0,5 a 100 MPa. El procedimiento según la invención es adecuado tanto para la fabricación de cuerpos huecos cerrados como de los denominados cuerpos huecos abiertos, es decir, principalmente componentes planos. Especialmente en la fabricación de componentes planos, el procedimiento según la invención tiene algunas ventajas en comparación con el estado de la técnica. Según el estado de la técnica, los componentes planos se fabrican, por ejemplo mediante procedimientos de prensado, pero que presentan la desventaja de que las superficies planas que están próximamente paralelas a la dirección de prensado no pueden consolidarse o sólo malamente. En el procedimiento según la invención se colocan las fibras de refuerzo o el producto semiacabado plano de fibras de refuerzo en un molde y, dado el caso, se fija. Mediante la penetración del plástico y/o producto semielaborado de plástico líquido perpendicularmente a las fibras, la presión de consolidación también actúa perpendicularmente al plano del laminado sobre todas las caras del componente. Se comprobó que las fibras se estiran mediante la presión que actúa por dentro, que garantiza una admisión de carga especialmente buena de las mismas en el componente.

Para garantizar una consolidación suficiente, en el uso de plásticos termoplásticos ha demostrado ser especialmente ventajoso que el núcleo y/o el molde se calienten para conseguir la masa fundida de material termoplástico por encima del intervalo de fusión del plástico termoplástico. El calentamiento puede tener lugar, por ejemplo, mediante un calentamiento con resistencia eléctrica o radiación, en el que el flujo de calor en la bobina tiene lugar por la pared del útil. También es adecuado un calentamiento por alta frecuencia en el que el útil usado de núcleo y molde se utiliza como condensador cilíndrico. En el calentamiento por alta frecuencia, el núcleo forma un electrodo cilíndrico y el útil externo el contraelectrodo. El campo alterno eléctrico así aplicado puede conservar el plástico termoplástico inyectado en la bobina a alta temperatura y/o, cuando se usan fibras impregnadas con plástico termoplástico, fundir el material termoplástico enrollado. Un calentamiento por alta frecuencia tiene la ventaja de que sólo debe calentarse una delgada zona periférica del útil externo, que posteriormente tiene la ventaja de que el proceso de enfriamiento también transcurre más rápido. Especialmente cuando además se utiliza una alta frecuencia, ha demostrado ser ventajoso agregar al plástico termoplástico pequeñas partículas microscópicas, conductoras y/o magnéticamente activas, como por ejemplo polvo de carbón, partículas metálicas, etc.

La inyección del material líquido de plástico se continúa hasta que se rellenen todos los huecos en el molde. En el molde se ajusta una presión hidrostática, es decir, una presión casi estática. A continuación de esto tiene lugar el endurecimiento del plástico. Si se utilizan plásticos termoplásticos, se enfría el molde y/o el componente obtenido. El enfriamiento tiene lugar preferiblemente bajo mantenimiento de la presión en el molde.

En una forma de realización preferida de la presente invención, el componente fabricado en el molde se enfría de fuera a dentro. De este modo puede conseguirse que se compense una reducción de volumen que puede aparecer en el enfriamiento de la masa fundida mediante fluencia posterior por el interior de otra masa fundida.

En el uso de productos semielaborados de plástico, el endurecimiento tiene lugar mediante la reacción de polimerización.

El procedimiento según la invención es adecuado para la fabricación de cualquier componente. Pueden fabricarse componentes que están expuestos a una alta carga de tracción y presión. Ejemplos de componentes que pueden fabricarse son cuerpos huecos, piezas de vehículos, por ejemplo para camiones, etc. ejemplos de piezas de vehículos de este tipo son recipientes a presión, ejes de transmisión, muelles de ballesta o brazos oscilantes para la dirección del eje de
automóviles.

Se ha mostrado que con el procedimiento según la invención es posible impregnar completamente una bobina de más de 5 mm espesor de fibras de refuerzo puras, no impregnadas previamente, con un plástico y/o producto semielaborado de plástico altamente viscoso.

Los componentes fabricados según la invención presentan, especialmente a una viscosidad alta del plástico y/o del producto semielaborado de plástico líquido, una densidad de fibras creciente de dentro a fuera, es decir, en la dirección del proceso de
humectación.

Otro objeto de la presente invención son cuerpos huecos de plástico reforzado con fibras, caracterizados porque presentan una proporción creciente de fibras por unidad de volumen de dentro a
fuera.

A causa de la alta presión con la que se inyecta el plástico líquido, junto con la alta resistencia a la humectación de la bobina de fibras, la bobina de fibras se ensancha de dentro a fuera. Por esto puede aparecer en el contorno interno una zona de plástico puro, de manera que la proporción en volumen de fibras es aquí localmente igual a cero. Debido a que la bobina de fibras se desplaza de la superficie interna del componente a la superficie externa, la densidad de fibras crece de dentro a fuera, de manera que la proporción de fibras asciende continuamente por proporción en volumen en dirección superficie externa hasta su valor máximo en la superficie externa. Por tanto, se ajusta un gradiente de la densidad de fibras con el espesor de pared.

La presente invención se explica mediante las siguientes figuras. Muestran:

la figura 1 una sección de un útil de ensayo y

la figura 2 la sección de un útil para la fabricación de cuerpos huecos abiertos.

Con el útil de ensayo representado en la figura 1 pueden fabricarse cuerpos huecos cilíndricos con un espesor de pared de 2 a 50 mm.

El útil está compuesto por un útil 1 interno (núcleo de bobina), que en la forma de realización representada en este documento presenta ranuras 2 longitudinales que transcurren axialmente, y un útil 3 externo que sirve de molde. El núcleo 1 de bobina y el útil 3 externo forman conjuntamente una cámara anular, la cavidad del molde, para el alojamiento de las fibras 4, es decir, del laminado. El material líquido de plástico, por ejemplo una masa fundida de material termoplástico, se inyecta en la cámara por las ranuras 2 longitudinales y entonces penetra radialmente y por tanto perpendicularmente a la bobina 4 de fibras de dentro a fuera en la bobina 4 de fibras, es decir, en el laminado. La impregnación con material de plástico se representa en la figura 1 mediante un color 5 gris claro.

Las ranuras 2 longitudinales representadas en este documento facilitan la distribución y la inyección previa axial del material de plástico, pero no son imprescindibles para conseguir el efecto según la invención: en una manera de rociar adecuada, por ejemplo cuando sólo en la zona de rociado está presente una ranura o similar, mediante el ensanchamiento descrito de la bobina de fibras se forma un paso anular en el que puede inyectarse previamente en la cámara el material líquido de plástico.

El material de plástico se impulsa mediante un dispositivo de impulsión no representado en este documento, como una prensa extrusora, una máquina de inyección o émbolos, etc., y genera la presión necesaria. A causa de la viscosidad de material líquido de plástico y la alta resistencia a la humectación de la bobina 4 de fibras, sobre la bobina de fibras se logra formar una presión de prensado o consolidación
radial.

El molde 3 (útil externo) está cerrado en la forma de realización representada en este documento, excepto en una abertura para el aporte del material de plástico, de manera que después de la finalización de la operación de impregnación puede mantenerse un estado de presión hidrostática. Si en el uso de una masa fundida de material termoplástico se enfría el componente de fuera a dentro a continuación del proceso de consolidación, puede compensarse una reducción de volumen que aparece, dado el caso, mediante fluencia posterior por el interior de otra masa fundida. De esta manera se obtienen altas calidades de laminados, sin picaduras. Otra mejora de la calidad de laminado puede obtenerse cuando el útil total se evacúa durante la operación de calentamiento y antes del comienzo de la operación de impregnación. De este modo puede evitarse en gran parte una degradación oxidativa de los materiales de plástico e inclusiones de aire.

En la figura 2 se representa una posible variante del procedimiento según la invención para la fabricación de cuerpos huecos abiertos. El útil está compuesto en la forma de realización representada en la figura 2 por un punzón 6 de moldeo que puede moverse axialmente y el útil 3 externo. El punzón 6 de moldeo está provisto con ranuras 2 dispuestas anularmente, que se alimentan mediante canales 7 distribuidores. La cubrición del núcleo con fibras tiene lugar mediante colocación de las fibras, por ejemplo como tejidos 4 o telas no tejidas acabadas. A continuación se cierra el útil 3 externo y, dado el caso, se evacúa. El material de plástico se inyecta por las ranuras 2. En la forma de realización representada en este documento también tiene lugar el avance previo del material líquido de plástico perpendicularmente a la bobina 4, de manera que la presión de moldeo es igual en todas las zonas de la bobina o del laminado. La consolidación o impregnación del laminado se representa en este documento mediante un color 5 gris.

En esta forma de realización tampoco son imprescindibles las ranuras: mediante la compresión descrita de la bobina de fibras se forma una zona, partiendo de los canales 7 distribuidores, en el punzón 6 de moldeo en la que el plástico está presente en forma líquida, es decir, todavía no ha endurecido, mediante lo que se asegura una distribución plana homogénea del material líquido de plástico.

Lista de número de referencia:

1

Útil 1 interno (núcleo de bobina)

2

Ranuras

3

Útil externo

4

Bobina de fibras

5

Color gris claro

6

Punzón de moldeo

7

Canales distribuidores.

Claims (16)

1. Procedimiento para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras, en el que

-

en un molde se aporta un núcleo cubierto con fibras y

-

por el núcleo se incorpora en la cavidad del molde plástico o productos semielaborados de plástico en forma líquida, esencialmente perpendicularmente a las fibras,

-

el plástico aportado se endurece y el componente se extrae del molde.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras se disponen en capas sobre el núcleo o éste está envuelto con las fibras.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las fibras se seleccionan de fibras naturales y sintéticas basadas en hidratos de carbono o aminoácidos, fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras cerámicas como carburo de silicio, nitrito de boro y fibras de silicato, fibras de polietercetona, poliamidas completamente aromáticas, polietileno, polipropileno, poli(tereftalato de butileno), poliamida, polisulfona, polietercetona, así como combinaciones discrecionales de los anteriores.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el plástico se selecciona de plásticos termoplásticos, como sustancias naturales modificadas, poliamida, policarbonato, poliéster, poli(óxido de fenileno), polisulfona, poli(acetal de vinilo), poliolefinas, ionómeros, poli(cloruro de vinilo) (PVC), poli(cloruro de vinilideno), poli(metacrilato de metilo), poliacrilonitrilo, poliestireno, poliacetales, plásticos fluorados, poli(alcohol vinílico), poli(acetato de vinilo), poli-p-xilileno, polietercetonas, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo, politereftalatos, poliuretanos lineales, poliéteres clorados y/o plásticos termoestables, especialmente resinas de colada, como resinas epoxídicas, resinas de metacrilato, resinas de poliéster insaturado, resinas de isocianato y resinas de fenacrilato, y resinas fenólicas que pueden fabricarse de prepolímeros, resinas de melamina-formaldehído, poliuretanos reticulados y lineales y mezclas discrecionales de los anteriores.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como fibras se utilizan fibras híbridas de fibras de refuerzo y de termoplásticos, productos termoplásticos preimpregnados o productos termoestables preimpregnados.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el plástico o producto semielaborado de plástico contiene plásticos funcionales, aditivos que modifican las propiedades tribológicas y/o aditivos abrasivos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el núcleo está hueco y el plástico o el producto semielaborado de plástico se introducen por el núcleo.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el núcleo presenta canales de introducción que desembocan en ranuras que estás distribuidas por el núcleo.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el núcleo cubierto con fibras se aporta en un molde a presión.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el plástico o el producto semielaborado de plástico se introduce con una presión de 0,5 a 100 MPa.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el núcleo y/o el molde se calientan.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el calentamiento se realiza mediante un calentamiento con resistencia, calentamiento con radiación o calentamiento por alta frecuencia.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el componente obtenido en el molde se enfría, manteniéndose la presión en el molde.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el componente obtenido se enfría de fuera a dentro.

15. Cuerpos huecos de plástico reforzado con fibras obtenidos por el procedimiento según la reivindicación 1, caracterizados porque la proporción de fibras por proporción de volumen crece de dentro a fuera.

16. Cuerpos huecos según la reivindicación 15, caracterizados porque el componente es un recipiente a presión, un eje de transmisión, un muelle de ballesta o un brazo oscilante.