I + D / Nanotecnología aplicada a materiales textiles. Desarrollo de fibras, hilatura y tejeduría.
REFORTEX. I+D de nuevos tejidos compuestos a través de la incorporación de hilos híbridos de matriz termoplástica.
Fecha: 2018
MOTIVACIONES
La industria de los materiales compuestos sigue creciendo exponencialmente debido al continuo desarrollo de fibras de alta resistencia, además de nuevos polímeros y evolución de los procesos de fabricación. El rápido incremento en la producción de estos materiales novedosos ha sido impulsado por la industria aeronáutica, aeroespacial, automoción-transporte y construcción principalmente, en cuyo caso han demostrado que son materiales con prestaciones superiores a las de los materiales convencionales en muchas de sus aplicaciones finales.
En la actualidad, los materiales de matriz termoestable predominan en el mercado. Sin embargo, la tendencia es la sustitución de las matrices termoestables por matrices termoplásticas. Esta predominancia de los materiales termoestables se debía a la superioridad de prestaciones en comparación con los termoplásticos. Sin embargo, en los últimos años se ha avanzado en el desarrollo de materiales termoplásticos obteniendo prestaciones similares a los termoestables. Esto supone un avance importante en los materiales compuestos, debido a que el procesado de los materiales termoplásticos es más rápido y simple que el de los termoestables ya que no necesitan ser curados, se pueden reprocesar, se pueden unir por fundido y se pueden reutilizar. Sin embargo, también presentan alguna problemática ya que los termoplásticos son sólidos a temperatura ambiente y tienen alta viscosidad en estado fundido, lo que dificulta la impregnación de las fibras de refuerzo.
En la actualizad el procesado de materiales compuestos de matriz termoplástica se hace con métodos similares a los materiales compuestos por matriz termoestable. En este proyecto se propone mejorar el procesado de este tipo de materiales compuestos además del comportamiento mecánico gracias a la incorporación de PEEK y PEI, que son polímeros de alto punto de fusión y de altas propiedades mecánicas, eliminando perdidas de resistencia o rigidez que se dan con el uso de otro tipo de polímeros con temperaturas de fusión inferiores.
OBJETIVOS
Refortex se enfoca al desarrollo de nuevos materiales compuestos de altas prestaciones por medio de 5 fases de trabajo, donde el desarrollo de hilos híbridos cobra una gran importancia.
La primera fase se centra en la hilatura de filamentos continuos termofusibles de PEEK (Polieteretercetona) y PEI (Polieterimida). Se trata de polímeros de alto punto de fusión, lo que aportará alto rendimiento al producto final. Se estudiarán las propiedades de cada material y se investigarán métodos de procesado que permitan mejorar la homogeneidad de los hilos híbridos.
La segunda fase se basa en la investigación de procesos para el desarrollo de hilos híbridos homogéneos compuestos por filamentos de PEEK + Fibra de Carbono y PEI + Fibra de Carbono.
En la tercera fase se destinan los hilos híbridos a su tejeduría, donde se estudian diferentes metodologías para obtener los mejores resultados en las siguientes fases.
Tras un estudio exhaustivo de los procesos y resultados anteriores se validan, en la cuarta fase, los prototipos mediante termoconformado, obteniendo unas placas que nos permitan obtener resultados tras su estudio mecánico.
Tras la investigación y desarrollo de las fases iniciales enfocadas a obtener los mejores resultados y tras el estudio de los diferentes composites obtenidos se lleva a cabo un prototipo final que permita corroborar las altas prestaciones de los materiales compuestos desarrollados durante el proyecto.
RESULTADOS OBTENIDOS
Durante la ejecución del proyecto REFORTEX se han obtenido los siguientes resultados:
– Hilos híbridos con diferentes porcentajes en PEEK + Fibra de carbono, PEI + Fibra de carbono y PP + Fibra de carbono.
Hilos híbridos de PEEK + Fibra de carbono y PEI + Fibra de carbono
– Tejidos con los hilos híbridos desarrollados previamente.
Tejeduría de hilos híbridos
– Prototipado de materiales compuestos en forma de placas y geometrías 3D. Para ello se ha desarrollado un molde calefactado capaz de alcanzar altas temperaturas.
Prototipo final de material compuesto termoplástico
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.
EXPEDIENTE: IMAMCI/2018/1
MÁS INFORMACIÓN EN EL PLAN DE ACTUACIÓN
Para consultar los resultados detallados del proyecto haga click en el siguiente enlace:
Información adicional
- Año: 2018
- Estado: finalizado
- Entidad: IVACE
