ES2288865T3 - Procedimiento para fabricar componentes termoestables reforzados con fibras. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar componentes termoestables reforzados con fibras a partir de esteras de SMC (compuesto de moldeo laminado) reforzadas con fibras, que están compuestas de una matriz de resina (2) con un refuerzo de fibras mediante fibras unidireccionales (fibras UD) (7), que están dispuestas en una única orientación axial, y de manera ventajosa adicionalmente con fibras cortadas (fibras irregulares) (4), que están dispuestas de manera no alineada en la matriz de resina (2), y las esteras de SMC se fabrican con una única orientación axial de las fibras UD (7), en el que - varias de estas esteras de SMC se disponen, antes del tratamiento final para dar el componente (16), mediante estructuración en capas para dar una pila (19) con orientación multiaxial de las fibras UD (7), - esta pila (19) se deposita en la herramienta (prensa) (18) para fabricar el componente (16) o bien se moldea previamente mediante prensado previo para la fijación, - las esteras de SMC se cortan en bandas (12)y se bobinan en bobinas o rodillos (8), - las bandas (12) se cortan a largo fijo y se desplazan en capas de recorte (11) rectangulares y - las capas de recorte (11) individuales se apilan sobre un disco giratorio (14) para dar una pila (19).
Description
Procedimiento para fabricar componentes
termoestables reforzados con fibras.
La invención se refiere a un procedimiento para
fabricar componentes termoestables reforzados con fibras.
SMC representa compuesto de moldeo laminado
("Sheet Moulding Compund") y es la denominación inglesa
para una estera de resina según DIN 16913. Con SMC se designa en
general una estera de resina poco viscosa basada en resina de
poliéster o resina de éster vinílico insaturada y distribución de
fibras irregulares en el plano de la estera. Como fibras de
refuerzo se usan normalmente fibras de vidrio. Una formulación de
SMC típica está compuesta de aproximadamente el 30% de polímero,
aproximadamente el 30% de cargas y aproximadamente el 30% de fibras
de vidrio, el resto se compone de materiales de relleno, como por
ejemplo pigmentos colorantes, agentes de curado, coadyuvantes de
dispersión, cargas y sustancias similares. El SMC se fabrica
generalmente de la siguiente manera: la matriz de resina se aplica
sobre dos láminas de soporte. Estas láminas de soporte se mueven
por una máquina de SMC y así transportan la matriz de resina, sobre
la que se gotean o depositan las fibras de refuerzo. Después de
aplicarse las fibras de refuerzo, ambas láminas se comprimen, de
manera que se forma una especie de sándwich. Este sándwich se
transporta por un trayecto de impregnación, que mediante
movimientos de compresión y abatanado proporciona que las fibras se
humedezcan homogéneamente con la matriz de resina. Al final de la
máquina se bobina en rodillos. Es de crucial importancia un proceso
de maduración que pueda llevarse a cabo de manera química y/o
física. Después de este proceso de maduración puede tratarse
posteriormente el SMC. Después de retirarse las láminas de soporte,
el SMC se procesa o prensa normalmente en herramientas de acero
calentadas para dar componentes moldeados.
La ventaja de SMC es la alta fluidez que
provoca que el molde de compresión sólo deba cubrir del 30 al 50%.
La resistencia y flexibilidad puede variarse en un amplio espectro
dependiendo de la proporción de fibras de refuerzo.
Como alternativa se conoce intercalar en la
matriz de resina un tejido para reforzar. Desventajoso de esto es
que aunque la resistencia es esencialmente alta, sin embargo apenas
hay fluidez. El molde de compresión debe cubrirse completamente, lo
que requiere un recorte exacto, por lo que se producen muchos
materiales de desecho.
Además, se conoce el SMC con un refuerzo de
fibras de vidrio tanto de fibras cortadas (fibras irregulares) como
de fibras unidireccionales (fibras UD). Las fibras UD confieren
propiedades de altas resistencia y flexibilidad en una dirección
axial y las fibras irregulares determinan la resistencia
transversal. Este SMC sólo se utiliza preferiblemente para
componentes de tipo soporte, como por ejemplo soportes de
parachoques. Los componentes de forma plana no pueden fabricarse
debido a la fuerte tendencia al estirado de los componentes.
Un procedimiento de este tipo se conoce del
documento US3.138.142.
La invención se basa el objetivo de perfeccionar
un SMC para fabricar componentes termoestables reforzados con
fibras de tal manera que las bandas para la fabricación de los
componentes se cortan con un largo fijo y se desplazan en cualquier
capa y las capas de recorte individualmente se apilan juntas sobre
un disco giratorio en cualquier posición angular para dar una pila.
Esto tiene la ventaja de que en el caso de formas de recorte
geométricamente difíciles no se producen materiales de desecho.
En el componente están dispuestas varias capas
SMC con fibras UD con distinta orientación axial entre sí. Como las
fibras UD son decisivas para las propiedades de resistencia y
flexibilidad, estas propiedades no sólo se dan en una dirección
axial, sino en distintas direcciones. Debido a la alta resistencia y
flexibilidad pueden fabricarse componentes ligeros o con estructura
de pared más fina.
Para poder fabricar un sistema de SMC de varias
capas con espesores de pared de los componentes pretendidos de
aproximadamente 1,2 mm y grandes dimensiones de recorte de SMC, el
gramaje de SMC debe ser inferior a
1000 gr/m^{2}.
1000 gr/m^{2}.
Tales gramajes bajos de SMC no podían
fabricarse hasta la fecha a escala industrial y tampoco eran útiles
desde puntos de vista de la resistencia y la flexibilidad. El
desarrollo de un SMC tal no se volvió interesante hasta un refuerzo
de fibras de carbono UD y las propiedades de resistencia y
flexibilidad resultantes de éste para un refuerzo multiaxial en el
componente.
En comparación con las técnicas de proceso
habituales para la fabricación de componentes de materiales
compuestos de fibras con fibras de carbono (moldeo por transferencia
de resina, procesamiento de productos previamente impregnados en el
procedimiento de prensado o en autoclave), para el SMC en el que se
basa la invención resultan las siguientes ventajas:
- Sencillas geometrías de recorte, ya que el SMC
es fluido a pesar del refuerzo de fibras UD
- Ningún desperdicio de SMC que deba desecharse
o reciclarse
- Ningún corte de los componentes moldeados, por
tanto ningún material de desecho
- Tiempos de ciclo cortos de la fabricación de
los componentes, por eso es adecuado para la fabricación en serie a
gran escala
Para el SMC asimétricamente reforzado
desarrollado se prefiere una combinación de fibras irregulares de
fibras de vidrio o de carbono con fibras de carbono UD.
El SMC en el que se basa la invención cubre el
60-95% del molde de prensado. Para generar la
fluidez de las fibras de carbono UD en la dirección UD, las fibras
UD continuas se cortan con una longitud finita. Las longitudes de
las fibras UD finitas pueden estar entre 25 mm y 650 mm. Los
extremos de las fibras UD finitas están alternados entre sí para
evitar puntos débiles en el SMC.
En la forma de realización preferida, las capas
de fibras UD son cable de fibra de carbono, por ejemplo, según el
procedimiento de estopas pesadas ("heavy tow"). Ventajosamente
para esto se usan fibras de carbono de "estopas pesadas"
superiores a 49 K. Alternativamente también pueden usarse cables de
banda ancha de fibra de carbono según el procedimiento de
"estopas pesadas" en los anchos de 10 mm a 500 mm.
Para controlar mediante examen radiológico las
direcciones de la fibra UD en el componente moldeado acabado, en la
matriz se incorporan preferiblemente como fibras de contraste hilos
de fibra de vidrio individuales en la dirección de las fibras
UD.
Para mejorar la humectación de las fibras, la
fluidez y para compensar las contracciones se usa de manera
ventajosa una matriz de resina diferente para las fibras irregulares
y las fibras UD.
Es ventajoso incorporar a la matriz de resina
aditivos conductores para mejorar la conductividad eléctrica hasta
tal punto que sea posible un lacado electrostático (ESTA) sin una
pintura de imprimación conductora adicional sobre el
componente.
La resistencia superficial debería estar entre
10 y 10^{6} \Omega a 5 V y la resistencia de paso inferior a
10^{5} \Omega/cm.
Un procedimiento según la invención para
fabricar un SMC reforzado con fibras con las propiedades
anteriormente mencionadas destaca porque las esteras de SMC se
fabrican con fibras irregulares y una única capa de fibras UD y
porque varias esteras de SMC de este tipo se disponen, antes del
tratamiento final para dar el componente moldeado, mediante
estructuración en capas para dar una pila con orientación
multiaxial de las fibras UD. Esto tiene la gran ventaja de que no
debe modificarse un equipo existente para fabricar un SMC compuesto
por fibras irregulares y fibras UD. La orientación multiaxial se
realiza mediante la estructuración en capas de esteras de SMC
individuales para dar una pila, en la que las esteras de SMC se
apilan torcidas las unas con las otras.
En la forma de realización preferida, todas las
capas de fibras UD usadas están dispuestas en la dirección 0º y se
usa un número cualquiera de capas de fibras.
En la forma de realización preferida alternativa
se disponen al menos cuatro capas de fibras UD en la siguiente
orientación:
0º, 90º, 90º, 0º \hskip0,5cm ó
\hskip0,5cm 0º, 90º, 0º,
90º.
Los datos de ángulos significan que la siguiente
capa de fibras UD que se encuentra debajo está dispuesta torcida a
este ángulo respecto a la primera capa.
Esto significa que la primera capa está
orientada a 0º y la segunda capa a 90º respecto a la primera
capa.
En la forma de realización preferida alternativa
están dispuestas al menos seis capas de fibras UD. En este sentido,
las capas de fibras UD tienen de manera apropiada la siguiente
orientación:
0º, 90º, +45º, -45º, 90º,
0º.
En la forma de realización alternativa están
dispuestas ocho capas de fibras UD con la siguiente orientación:
0º, 90º, +45º, -45º, +45º, -45º,
90º,
0º.
Para mayores espesores de pared, la estructura
del material de 4 ó 6 u 8 capas puede superponerse varias veces en
el orden indicado.
Como último paso la pila se coloca o en la
herramienta (prensa) para fabricar el componente y el componente se
prensa o bien se moldea previamente mediante prensado previo como
etapa intermedia para la fijación, siendo la prensa para el moldeo
previo un molde negativo de la herramienta para fabricar el
componente.
Las bandas se bobinan preferiblemente en bobinas
con un diámetro del núcleo mayor igual a 200 mm y un diámetro
externo mayor igual a 500 mm.
El SMC según la invención y la tecnología
procesamiento según la invención es de múltiples usos. Sirve
preferiblemente para fabricar componentes reforzados con fibras,
especialmente para la industria automovilística.
En función de la matriz de resina pueden
fabricarse componentes para las más diversas aplicaciones. Los
componentes internos y externos unidos entre sí dan altas
resistencias y flexibilidades en, por ejemplo, elementos de
carrocería.
Con el uso de una matriz de resina sin
contracciones pueden fabricarse componentes externos para
automóviles con una superficie de "clase A" que pueden lacarse
electrostáticamente debido a su conductividad eléctrica como piezas
de chapistería.
Otras características de la invención resultan
de las figuras que se describen a continuación.
Muestran:
Fig. 1 esquemáticamente un equipo para fabricar
SMC con una capa de fibras UD,
Fig. 2 esquemáticamente un dispositivo para
fabricar las capas de recorte y el SMC multiaxial,
Fig. 3 esquemáticamente la fabricación de las
capas de recorte y el apilamiento para dar una pila sobre un disco
giratorio,
Fig. 4 la compresión para dar un componente
moldeado,
Fig. 5 a modo de ejemplo una pila apilada de
capas de fibras UD individuales,
Fig. 6 un componente moldeado acabado con
disposición esquemática de las capas de fibras UD originales y
Fig. 7 la orientación multiaxial de las capas
de fibras UD.
La Fig. 1 muestra una máquina o equipo para
fabricar SMC con una única capa de fibras UD. Sobre una lámina 1 se
aplica una pasta de resina o matriz 2 de resina mediante una
rasqueta 3. A continuación se esparcen fibras 4 irregulares. Estas
fibras 4 irregulares son fibras de vidrio o fibras de carbono que se
introducen como fibras 5 continuas a un dispositivo 6 de corte y
éste las corta en pequeños trocitos de aproximadamente
6-50 mm de longitud. A continuación se depositan
fibras 7 UD unidireccionales en el sentido de marcha de la cinta.
Estas fibras 7 UD son preferiblemente fibras de carbono. Para
terminar, una segunda lámina 1 se recubre de nuevo con una matriz 2
de resina mediante una rasqueta 3 y se coloca sobre la primera
lámina, de manera que resulta un tipo de sándwich. No se muestra la
impregnación posterior en una cámara entre panales o panales y
aglutinantes, que pueden estar dispuestos en una cámara térmica.
Este SMC así fabricado se corta según la invención en línea o fuera
de línea en bandas de aproximadamente 4-20 cm de
ancho y se bobina en rodillos.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente la otra forma
de proceder. Los rodillos 8 ya mencionados se disponen alternos en
serie. A modo de ejemplo, en este documento sólo se dibujan dos
rodillos 8. Al lado de los rodillos 8 está dispuesta
respectivamente una salida 9 de láminas. Para fabricar el SMC
multiaxial, el SMC se corta a largo fijo con una herramienta 10 de
corte y se desplaza de manera que resulta una capa 11 de recorte
casi aleatoriamente moldeada sin desperdicios. Con los números de
referencia 12 se denominan las bandas individuales después de
cortar y antes del desplazamiento. El desplazamiento se realiza
sobre un dispositivo 13 de transporte. A continuación se apilan las
capas 11 de recorte individuales o sobre un disco 14 giratorio para
dar una pila con diferente orientación axial de las fibras UD o
bien se fijan directamente mediante prensado previo. La prensa 15
para el moldeo previo es ventajosamente un molde negativo de la
herramienta para fabricar el componente moldeado.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente la
fabricación de las capas 11 de recorte y el apilamiento para dar una
pila sobre un disco 14 giratorio. Los rodillos 8 individuales se
cortan, dependiendo de los requisitos, y se desplazan a una capa 11
de recorte y a continuación se apilan sobre un disco 14 giratorio.
En este caso no se produce ningún material de desecho o
desperdicio.
La Fig. 4 muestra el prensado para dar un
componente 16 moldeado. En una prensa 17 de moldeo previo se moldeó
previamente una pila de capas de recorte apiladas. A continuación,
esta prensa 17 de moldeo previo, junto con el componente previamente
moldeado, deposita al revés el componente moldeado en la prensa 18
y se prensa el componente 16 moldeado.
La Fig. 5 muestra a modo de ejemplo una pila 19
apilada de capas 11 de recorte individuales. La pila 19 está
compuesta en este ejemplo de seis capas con una orientación de las
capas de fibras UD de 0º, 90º, + 45º, - 45º, 90º, 0º.
La Fig. 6 muestra un componente 16 acabado
(componente moldeado) con disposición esquemática de las capas de
fibras UD individuales. Puede reconocerse bien la estructuración en
capas de las capas 11 de recorte individuales. La Fig. 7 muestra la
orientación multiaxial de las capas de fibras UD en 0º, 90º, + 45º,
- 45º, 90º, 0º.
Claims (10)
1. Procedimiento para fabricar componentes
termoestables reforzados con fibras a partir de esteras de SMC
(compuesto de moldeo laminado) reforzadas con fibras, que están
compuestas de una matriz de resina (2) con un refuerzo de fibras
mediante fibras unidireccionales (fibras UD) (7), que están
dispuestas en una única orientación axial, y de manera ventajosa
adicionalmente con fibras cortadas (fibras irregulares) (4), que
están dispuestas de manera no alineada en la matriz de resina (2), y
las esteras de SMC se fabrican con una única orientación axial de
las fibras UD (7), en el que
- -
- varias de estas esteras de SMC se disponen, antes del tratamiento final para dar el componente (16), mediante estructuración en capas para dar una pila (19) con orientación multiaxial de las fibras UD (7),
- -
- esta pila (19) se deposita en la herramienta (prensa) (18) para fabricar el componente (16) o bien se moldea previamente mediante prensado previo para la fijación,
- -
- las esteras de SMC se cortan en bandas (12) y se bobinan en bobinas o rodillos (8),
- -
- las bandas (12) se cortan a largo fijo y se desplazan en capas de recorte (11) rectangulares y
- -
- las capas de recorte (11) individuales se apilan sobre un disco giratorio (14) para dar una pila (19).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos están dispuestas cuatro capas
de fibras UD (7).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque las cuatro capas de fibras UD (7) tienen
la siguiente orientación
0º, 90º, 90º,0º \hskip0,5cm ó
\hskip0,5cm 0º, 90º, 0º,
90º.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque al menos están dispuesta seis capas de
fibras UD (7).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque las seis capas de fibras UD (7) tienen
la siguiente orientación
0º, 90º, +45º, -45º, 90º,
0º.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque están dispuestas ocho capas de fibras UD
(7).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque las ocho capas de fibras UD (7) tienen
la siguiente orientación
0º, 90º, +45º, -45º, +45º, -45º,
90º,
0º.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la prensa para
el moldeo previo es un molde negativo de la herramienta para
fabricar el componente (16).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las bandas
(12) se bobinan en bobinas con un diámetro del núcleo mayor de 200
mm y un diámetro externo mayor de 500 mm.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el SMC es
fluido y el tamaño del recorte siempre es inferior a la superficie
del componente bobinado.
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DE10233300B4 (de) | 2002-07-22 | 2014-09-11 | Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Verfahren und Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen |
US7591973B2 (en) | 2002-11-28 | 2009-09-22 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Method for producing a fiber-reinforced composite material plate |
DE10351181A1 (de) * | 2003-11-03 | 2005-06-02 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag | Wand für einen Aufbau eines Kraftfahrzeugs |
US8127691B2 (en) * | 2004-03-03 | 2012-03-06 | Fitzpatrick Technologies, Llc | SMC pallet |
FR2874530B1 (fr) * | 2004-09-02 | 2006-12-29 | Inoplast Sa | Materiau plastique utilisable notamment pour realiser des planchers de vehicules automobiles et plancher de vehicule automobile realise avec un tel materiau |
US20060081158A1 (en) * | 2004-10-19 | 2006-04-20 | Fitzpatrick Technologies, L.L.C. | Pultrusion pallet |
EP1705277A1 (de) * | 2005-03-22 | 2006-09-27 | Colbond B.V. | Vlieslaminat |
US20070017422A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Fitzpatrick Technologies, Llc | Pallet with composite components |
US20070017423A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Ingham Terry L | Pallet With Recycled Components |
DE102005039709A1 (de) | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Johns Manville International, Inc., Denver | Glasfaservliese, Harzmatten sowie Verfahren zu deren Herstellung |
DE102006052386A1 (de) * | 2006-11-07 | 2008-05-08 | Johns Manville Europe Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Harzmatten |
US8261673B2 (en) * | 2007-09-26 | 2012-09-11 | Fitzpatrick Technologies | Pallet with lead board |
US7851040B2 (en) * | 2007-10-24 | 2010-12-14 | Embraer - Empresa Brasileira De Aeronautica S.A. | Methods for making composite material components especially useful for aircraft, and composite material components thereof |
DE102010002844A1 (de) * | 2010-03-13 | 2011-09-15 | Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg | Verfahren, Anlage und Harzmatte zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen in einer Formpresse |
US9434464B1 (en) * | 2010-07-15 | 2016-09-06 | The Boeing Company | Window exhibiting reduced sound transmission and method of making the same |
KR101607362B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2016-03-30 | (주)엘지하우시스 | 복합재료 제조 장치와, 이를 사용하여 제조되는 복합재료, 복합재료 제조 방법 |
CA2905358C (en) | 2013-03-13 | 2021-01-12 | Knauf Insulation Gmbh | Molding process for insulation product |
MX2018013774A (es) * | 2016-06-22 | 2019-03-28 | Toray Industries | Metodo de produccion para haz de fibras separado, haz de fibras separado, material de moldeo de resina reforzado con fibra que usa haz de fibras separado y metodo de produccion para material de moldeo de resina reforzado con fibra que usa haz de fibras separado. |
GB2560703A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-26 | Gurit Uk Ltd | Moulding method |
GB2560704A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-26 | Gurit Uk Ltd | Moulded part |
GB2560702B (en) * | 2017-03-13 | 2020-09-02 | Gurit (Uk) Ltd | Moulding using sheet moulding compounds |
FR3120007B1 (fr) | 2021-02-24 | 2023-11-03 | Composites Busch Sa | Procédé de fabrication d’un matériau composite |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
US3183142A (en) * | 1962-04-09 | 1965-05-11 | Minnesota Mining & Mfg | Reinforced resinous structural material |
FR1411011A (fr) * | 1963-07-24 | 1965-09-17 | Fairey Sa | Ressorts et leur procédé de fabrication |
FR2266595A1 (en) * | 1974-04-05 | 1975-10-31 | Peugeot & Renault | Impregnated mat with oriented fibres - has various density reinforcing wicks inserted among fibres |
US4141929A (en) * | 1974-11-07 | 1979-02-27 | Armco Inc. | Unidirectional sheet molding composition and process of preparing same |
JPS57165427U (es) * | 1981-04-13 | 1982-10-19 | ||
US4532169A (en) * | 1981-10-05 | 1985-07-30 | Ppg Industries, Inc. | High performance fiber ribbon product, high strength hybrid composites and methods of producing and using same |
DE19534627A1 (de) * | 1995-09-18 | 1997-03-20 | Richard Pott | Mehrschichtiges Unidirektional-Gelege und Verfahren zur Herstellung desselben |
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