Composites de fibra continua en formato prepreg/lámina termoplástica

Transcripción

1 2014 GAIKER Centro Tecnológico 1 Composites de fibra continua en formato prepreg/lámina termoplástica Santiago Neira GAIKER-IK4 5 Junio 2014

2 2 1 GAIKER-IK4 Nacimos como Asociación en 1985 y desde 1997 somos una FUNDACIÓN PRIVADA sin ánimo de lucro 41,5 % 22,9 % 35,6 % Servicio integral en el campo de los materiales composites termoplásticos y termoestables: abordando el desarrollo /formulación de los materiales, diseño y su transformación en planta piloto. Identificando y caracterizando los materiales desarrollados.

3 3 ÍNDICE 1. CAPACIDADES TECNOLÓGICAS DE GAIKER IK4 EN MOLDEO DE COMPOSITES DE FIBRA CONTINUA. -TERMOESTABLES Y TERMOPLÁSTICAS. Materiales Proceso& Fabricación Curado 2. TENDENCIAS DEL MERCADO Y CARENCIAS DETECTADAS 3. DESARROLLO DE UNA NUEVA GAMA DE PREPREGS TERMOESTABLES DE FIBRA CONTINUA Y CREACIÓN DE UNA INICATIVA EMPRESARIAL 4. INVESTIGACIÓN EN EL DESARROLLO DE LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA PARA SU APLICACIÓN EN TÉCNICAS DE SOBRE-INYECCIÓN, TERMOCONFORMADO, COMPRESIÓN,

4 4 TECNOLOGÍAS DE LOS COMPOSITES DE FIBRA CONTINUA TECNOLOGIA DE FORMULACIÓN Y MOLDEO DE PREPREGS/LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS PREPREGS TERMOESTABLES LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS

5 5 TENDENCIAS DEL MERCADO El mercado de los composites TERMOPLÁSTICOS de fibra larga son los que han experimentado un mayor crecimiento en los últimos años, fundamentalmente por su proyección en el sector de la automoción.

6 TENDENCIAS DEL MERCADO PRESIONES DE MOLDEO BAJAS SIMPLIFICACIÓN DE ETAPAS DE FABRICACIÓN REDUCCIÓN DE LOS TIEMPOS DE CICLO UTILIZACIÓN DE MOLDES MÁS LIGEROS Y ECONÓMICOS AUTOMATIZACIÓN REDUCCIÓN DE CONSUMO ENERGÍA UTILIZACIÓN DE RESINAS TERMOPLÁSTICAS REFUERZO A MEDIDA DE ZONAS Refuerzos de fibras continuas: -Unidireccionales -Twill -Tejidos 45 º -Tejidos bidireccionales 0/90 - Combinados Técnicas de transformado de composites laminares reforzados con fibras continuas: - Moldeo por compresión caliente/frio - Moldeo por vacio - Termo conformado - Sobre inyección 6

7 7 PREPREGS TERMOESTABLES DE FIBRA CONTINUA g&f SPECIAL COMPOSITES DESIGN: Realidad tecnológica para ofrecer al mercado prepregs de fibra continua a la carta, adaptados a la técnica de procesado (temperatura y presión) así como a los requerimientos técnicos de la pieza resultante (estructural, ignifuga, bajo coste.) - Prepregs Poliéster - Prepregs Poliéster Ignífugos - Prepegs vinilester - Prepregs vinilester-epoxídico FIBRAS CONTINUAS -VIDRIO -CARBONO -BASALTO -NATURALS

8 8 CLAVES DEL ÉXITO -Prepregs semi-elaborados al tener la propiedad de madurar y ser manejables como los SMC tradicionales -Amplio rango de temperatura de moldeo ( º C) Temp (ºC) Tiempo (Seg/mm)

9 9 CLAVES DEL ÉXITO -Sistemas moldeables a baja presión (3-7 bares) y con sistemas de vacío Técnicas de moldeo por compresión con diferentes naturalezas de molde Técnicas de moldeo por vacío con contramoldes elásticos -Sistemas que no requieren la conservación en congeladores o cámaras frigoríficas para mantener su conservación, como es el caso de los epoxídicos. -18 º C

10 10 CASOS PRÁCTICOS APLICACIÓN DE SISTEMAS DE PREPREGS DE FIBRA CONTINUA G&F, EN SUSTITUCIÓN DE MATERIALES DE MOLDEO EN PROCESOS DE LAMINACIÓN MANUAL APLICACIÓN DE SISTEMAS DE PREPREGS DE FIBRA CONTINUA G&F, EN SUSTITUCIÓN DE MATERIALES DE MOLDEO EN PROCESOS DE INFUSIÓN Y RTM Marcos ventana y tapas interiores para el sector del ferrocarril Arquetas C250, D400, palas de aerogenerador para minieólica

11 11 CASOS PRÁCTICOS APLICACIÓN DE SISTEMAS DE PREPREGS DE FIBRA CONTINUA G&F, S.L., EN SUSTITUCIÓN DE PREPREGS EPOXÍDICOS ESTRUCTURAS SANDWICH LIGERAS PERFILERÍA ESTRUCTURAL PIEZA ESTRUCTUAL PARA ABSORCIÓN DE IMPACTOS LATERALES EN AUTOMOCIÓN TAPAS ESTRUCTRUALES PARA CUBIERTAS DE EMBARCACIONES

12 12 LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA -PREPREGS TERMOESTABLES DE FIBRA CONTINUA A LA CARTA- LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA A LA CARTA?

13 13 LÁMINAS TERMOPLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA PRODUCTOS COMERCIALES: - Owens corning, Twintex - Bondlaminates, grados Tepex - Jushi, Compofil-PP - Tencate, CETEX -. TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN - TECNOLOGÍA DEL LECHO FLUIDIZADO FORMATOS: LÁMINAS BASE CONSOLIDADAS Y SIN CONSOLIDAR COMPOSITES COMPILADOS DE ESPESORES VARIABLES DIFERENTES REFUERZOS EN FORMATO TEJIDO ; TWILL, UNIDIRECCIONAL,.. REFUERZOS EN FORMATO ROVING, HILO, PELETS - TECNOLOGÍA DEL MEZCLADO DE HILO PP CON HILO DE FIBRA DE VIDRIO

14 TECNOLOGÍA GAIKER-IK4, LAMINACIÓN EN CONTINUO CON EQUIPO DE DOBLE CINTA 14

15 15 PROYECTO DE ESPECIALIZACIÓN DESARROLLO DE MATERIALES INTELIGENTES, MATERIALES FUNCIONALES Y MATERIALES PARA PROCESOS AVANZADOS LIDER: GAIKER-IK4 Programa: ETORTEK Proyectos de Investigación Estratégica - Gobierno Vasco

16 16 PREPREGS TERMOPLASTICOS DE FIBRA CONTINUA DECOTER: Proyecto de DEsarrollo de COmposites TERmoplásticos en colaboración con igestek, S.L. e IDERTIA, S.L., encaminado a la creación de una Start-Up de Base Tecnológica. Programa: NETS 2013 Nuevas Empresas Tecnológicas Gobierno Vasco Prepregs Termoplásticos de matrices diversas TEJIDOS A LA CARTA: -VIDRIO -CARBONO

17 17 OBJETIVOS OBJETIVOS INICIALES: -ALTERNATIVA DE LÁMINA PLÁSTICA DE PP DE FIBRA DE VIDRIO CONTINUA ; UNIDIRECCIONAL, TWILL 2/2 - COMPETITIVA TANTO TÉCNICA COMO ECONÓMICAMENTE - FUNCIONAL EN CUANTO A ACABADOS ESTÉTICOS - SUSCEPTIBLES A OTRAS TÉCNICAS DE CALENTAMIENTO COMO SON LOS MW OTROS OBJETIVOS: - EXTENDER LA TECNOLOGÍA DESARROLLADA DE LA LAMINACIÓN EN CONTINUA A OTRAS TIPOLOGÍAS DE MATRICES (PA, PLA) Y A OTRAS FIBRAS Y FORMATOS (CARBONO, BASALTO, REFUERZOS NATURALES, ) - OFRECER LÁMINAS BASE Y COMPOSITES APILADOS TERMOPLÁSTICOS DE FIBRA CONTINUA A LA CARTA.

18 18 VARIABLES CLAVE - Selección de la matriz plástica (naturaleza, formato, prestaciones mecánicas índice de fluidez, tiempos de oxidación, ). - Selección fibras de refuerzo (formatos, gramajes, ensimajes, - Tratamientos específicos sobre la fibra para favorecer la interacción fibra matriz (tratamientos térmicos, tratamientos corona, ) - Aditivos de adhesión fibra matriz. (promotores de adhesión) - Variables de procesado (temperaturas de calentamiento, ciclos térmicos, presiones de laminación y compactación,.. Tape base de PP con fibra de vidrio Unidireccional Composite termoplástico resultante del apilado de 7 láminas base

19 PROCESOS DE APLICACIÓN DE LÁMINAS PLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA EN GAIKER-IK4 MOLDEO POR TERMO-CONFORMADO PP reforzado tejido unidireccional Apilado de tape de PP, Composite de 1.4 mm Cintas de composite termoplástico: 60% más ligeros que el acero 30% más ligeros que el aluminio 11 veces más resistentes que el acero para el mismo peso 500% más rígidos que las piezas moldeadas por inyección Termo-conformado/compresión 19

20 20 PROCESOS DE APLICACIÓN DE LÁMINAS PLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA EN GAIKER-IK4 TECNOLOGÍA DE CONFORMADO Y SOBRE INYECCIÓN PRENSA OLEOHIDRAÚLICA DE 300 TN EQUIPO DE INYECCIÓN TERMOPLÁSTICO

21 21 PROCESOS DE APLICACIÓN DE LÁMINAS PLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA EN GAIKER-IK4 TECNOLOGÍA DE MOLDEO POR VACÍO DE TEJIDOS SIN CONSOLIDAR CON MOLDES CALEFACTADOS Etapa de vacío y calentamiento a 180 ºC, seguido de una etapa de enfriamiento Tejido Twintex sin consolidar Troquelado preforma

22 22 ANÁLISIS DE PROCESOS DE APLICACIÓN DE LÁMINAS PLÁSTICAS DE FIBRA CONTINUA PULTRUSIÓN DE TWINTEX Pultrusión varilla de diámetro 15 mm Equipo de Pultrusión

23 thank you 谢谢 Shokrán gracias moltes gràcies eskerrik asko evgaristó spaisíva merci thank you bedankt grazie go raibh maith agaibh arigato gracias Xié Xie cám òn qúi vi rhât eskerrik asko gracias danke khrap matu suksama ありがとうございます eskerrik asko Santiago Neira Procesos y Aplicación neira@gaiker.es Parque Tecnológico de Bizkaia, Edificio Zamudio Bizkaia Spain T