Tecnología de moldeo rápido de CFRP 10 veces más rápida que las configuraciones convencionales

Esteban Moore | 06 de marzo de 2023

Toray Industries de Japón ha desarrollado una tecnología de moldeo integrado rápido para componentes de movilidad de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP). Esta tecnología combina un núcleo ligero y poroso de espuma reforzada con fibra de carbono (CFRF) con una piel preimpregnada termoendurecible que ofrece excelentes propiedades mecánicas.

Esta nueva tecnología permite moldear componentes de movilidad de CFRP, como techos de automóviles, 10 veces más rápido que una configuración de moldeo en autoclave convencional. Además, la masa del componente es menos de la mitad que la de sus homólogos de acero. Toray pretende intensificar la I+D para acelerar la aplicación de esta tecnología a piezas de vehículos eléctricos, donde la ligereza y la rapidez de producción son vitales.

Los componentes de CFRP generalmente intercalan núcleos de espuma de uretano con capas preimpregnadas termoendurecibles. Las aplicaciones comunes de estas estructuras ligeras y rígidas son paneles grandes para aviones, automóviles, barcos e infraestructura. Algunos han presionado por tiempos de fabricación más cortos para unir de manera óptima el núcleo después de darle forma a la piel. Además, la electrificación de los vehículos ha hecho que sea cada vez más importante reducir el peso de los componentes para ampliar la autonomía de los modelos que emplean baterías pesadas. Las modalidades de transporte emergentes, como la movilidad aérea urbana y los drones, también se beneficiarán enormemente de los materiales ligeros.

La nueva tecnología de moldeado rápido integrado de Toray hace posible fabricar paneles grandes en una sola impresión. Esto se debe a que este enfoque da forma, termoestable y moldea simultáneamente, y une el núcleo CFRF y la piel preimpregnada termoestable en el mismo molde.

Sincronizar la expansión del CFRF con el tiempo de curado del preimpregnado es significativamente más rápido que con los procesos convencionales. La resina termoestable preimpregnada penetra el CFRF poroso para unir la piel y los materiales del núcleo sin utilizar adhesivos para una estructura de unión altamente confiable. La tecnología de Toray allana el camino para la producción rápida de componentes CFRP de gran tamaño.

CFRF es un material poroso patentado. Su resina aglutinante se vuelve flexible al calentarla y simultáneamente se expande con la fuerza restauradora de las fibras de carbono. La red tridimensional resultante de fibras de carbono cortas une fuertemente la resina aglutinante y las fibras de carbono.

CFRF ofrece resistencia, módulo elástico y resistencia al impacto significativamente mejores en comparación con los materiales de núcleo convencionales. Su bajo rango de gravedad específica de 0,2 a 0,4 mejora el rendimiento y aligera las estructuras tipo sándwich.

Toray demostró su concepto utilizando una máquina prensadora para crear un gran panel de techo de automóvil (1,2 m de largo x 1,2 m de ancho x 2,3 mm de espesor) en sólo cinco minutos, que es 10 veces más rápido que el enfoque convencional. La empresa evaluó la rigidez, la capacidad de recubrimiento, las propiedades de aislamiento acústico y otros aspectos prácticos necesarios para la producción de automóviles. En importantes pruebas de impacto por caída de peso, Toray confirmó que la interfaz del núcleo de la piel no se deslaminó y que la absorción del impacto es excelente.

Más información sobre formatos de texto

Las preocupaciones ambientales sobre los plásticos son válidas, pero los políticos y las corporaciones a menudo intimidan a los activistas sin considerar que pueden ser una opción sustentable en muchas aplicaciones. Estamos siguiendo la lucha de la industria para garantizar que prevalezca el sentido común.