I + D / Nuevos materiales y sostenibilidad. Revalorización de residuos, no tejidos y composites
LIGHTCOMP 2020 – INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE COMPOSITES MULTIFUNCIONALES DE BAJO PESO PARA EL SECTOR TRANSPORTE
Fecha: 2020
MOTIVACIONES
Durante la anualidad 2019 se llevó a cabo el primer hito del presente proyecto en el que se trabajó tanto en la inserción de fibras técnicas de carbono mediante tecnología Tailored Fibre Placement (TFP), como en la obtención de composites mediante Resin Transfer Moulding (RTM) empleando resinas termoestables y resinas ignífugas.
En el proyecto LIGHTCOMP2020, AITEX propone desarrollar materiales compuestos de bajo peso y con propiedades funcionales tales como poder calefactable, lumínico o incluso con la capacidad de medir parámetros mediante la inserción de sensores.
El reto asociado al presente proyecto de I+D en nuevos composites pasa por el uso de tejidos inteligentes, resinas funcionalizadas y núcleos que garanticen un bajo peso combinado con unas propiedades mecánicas y funcionales que cumplan las necesidades de un sector tan exigente como el del transporte.
Paralelamente, y en consonancia con las corrientes actuales de respetuosidad con el medio ambiente, se llevarán a cabo materiales compuestos empleando fibras naturales en sustitución de las fibras de carbono convencionales, así como sustratos textiles de fibra de carbono reciclada de forma que los desechos puedan ser reintroducidos en la cadena productiva.
OBJETIVOS
El proyecto LIGHTCOMP 2020 tiene como principal objetivo desarrollar composites de bajo peso con características funcionales para su implementación en el sector transporte. Más concretamente, el presente proyecto se centrará en el desarrollo de soluciones de alto valor añadido para el mercado de transporte terrestre de ámbito privado, excluyendo por tanto aquellas aplicaciones asociadas a transporte público como puedan ser sector ferroviario, autobuses, tranvías, etc.
Se han definido tres áreas de actuación concretas en función de la tipología de materiales objeto de mejora, bien por reducción de su peso o bien por su funcionalización:
- Elemento de material compuesto utilizado en las carrocerías y elementos externos de los medios de transporte terrestre.
- Elemento de material compuesto utilizado en los revestimientos interiores de cabinas de los medios de transporte terrestre.
- Elemento de material compuesto en piezas estructurales de vehículos del sector transporte
Se han obtenido estructuras de base textil con altas prestaciones mediante el empleo de tecnología de bordado con fibras técnicas como carbono, vidrio o polipropileno. Estas fibras ofrecen una elevada estabilidad física que, conformadas en composite, reducen en gran medida el peso de los materiales ofreciendo características estructurales similares a elementos mucho más pesados. Se ha evaluado también la diferencia de propiedades ofrecidas por las fibras técnicas en contraposición a las fibras naturales o fibras de carbono recicladas.
RESULTADOS OBTENIDOS
Las líneas de investigación consideradas en el marco del presente proyecto son:
REFUERZO DE NATURALEZA TEXTIL
- Se han llevado a cabo labores de I+D en el desarrollo de no tejidos obtenidos empleando fibra de carbono reciclada como materia prima, se han desarrollado no tejidos 100% de fibra de carbono y no tejidos 50% fibra de carbono y 50% PES.
- Se han llevado a cabo diferentes refuerzos con fibra de carbono empleando la tecnología de bordado TFP. Para ello, se han estudiado las diferentes piezas a conformar y se ha planteado la orientación de las fibras de forma que se maximice la respuesta mecánica a diferentes agresiones y fuerzas externas. Una vez aplicadas las tecnologías de termoconformado la fibra de carbono envolverá por completo la pieza.
- Además del desarrollo de piezas en carbono que maximicen la respuesta mecánica, también se ha trabajado en el refuerzo de tejidos naturales con hilos naturales mediante tecnología TFP siguiendo la tecnología de la biomimética. De esta forma se han depositado mediante TFP refuerzos para obtener piezas con mejores propiedades estructurales.
- Empleando la tecnología de bordado TFP y la posibilidad de integrar lentejuelas, se ha llevado a cabo la funcionalización de tejidos de refuerzo mediante la integración de tecnologías calefactable, lumínica, así como sensores de temperatura o presión. Esto ha permitido dotar de diferentes funcionalidades al tejido empleado como refuerzo y que formará parte de la matriz termoestable del composite.
COMPOSITES
- Desarrollo de materiales compuestos termoestables empleando material de refuerzo no tejidos procedentes del reciclaje de fibra de carbono, en este aspecto se han empleado tanto no tejidos fruto de labores de I+D del proyecto LIGHTCOMP como no tejidos comerciales. Prototipos obtenidos mediante moldeo por transferencia de resina (RTM).
- Obtención de composites termoestables sostenibles empleando como elementos de refuerzo tejidos naturales modificando su estructura mediante TFP para la mejora de las propiedades mecánicas en las direcciones del esfuerzo de la pieza. Los prototipos han sido desarrollados mediante las tecnologías de infusión de resina asistida por vacío y por el moldeo de transferencia de resina.
- Se han desarrollado materiales compuestos funcionales empleando como material de refuerzo no tejidos de fibra de carbono reciclada a los cuales se les ha incluido un hilo conductor para dotar de capacidad calefactable al producto final. Prototipos con geometría plana obtenidos mediante RTM.
- I+D de composites termoplásticos en el desarrollo de piezas con distintas geométricas a partir de no tejidos procedentes de fibra de carbono reciclada con porcentajes variables de fibras poliméricas como el PP y la PA. La tecnología empleada para el desarrollo de los presentes composites ha sido la termocompresión.
- Aplicabilidad de los refuerzos desarrollados en la fabricación de piezas destinadas a partes estructurales y estéticas del sector transporte.
Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE, y está cofinaciado por los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020.
EXPEDIENTE: IMDEEA/2020/35
IMPORTE: 237.642,12 €
Para consultar los resultados detallados del proyecto haga click en el siguiente enlace:
INFORME DE RESULTADOS
Información adicional
- Año: 2020
- Estado: Finalizado
- Entidad: IVACE
