Pultrusión: máximo exponente estructural de los Composites

Resinas epoxy para procesos de pultrusión

Pultrusión: máximo exponente estructural de los Composites

Resinas epoxy para procesos de pultrusión

Introducción

La pultrusión es, de entre los diferentes métodos de fabricación de los composites, el que brinda mayores valores resistentes, con la particularidad de presentar una amplia variación de los mismos, en función del tipo, proporción y orientación de uno de sus componentes, los refuerzos o fibras.

Los distintos productos que intervienen, atraviesan un molde caliente de acero, tras haber sido impregnados y mezclados con resina precatalizada. El molde endurece la resina y permite que el composite así formado, salga mediante la tracción por unas mordazas ( el nombre de pultrusión viene del Inglés, pull=tirar, arrastrar) y obtengamos un perfil de una longitud a convenir, cortado por una sierra. En el siguiente enlace se puede ver las resinas Epoxy para los procesos de pultrusión.

Componentes Pultrusión

En la pultrusión utilizamos tres categorías diferentes de productos:

Refuerzos:

-> MAT, en especial el de Hilo Continuo, entre 300 y 450 g/m2. Su elaboración asegura buena resistencia a tracción.

-> Roving Unidireccional de Vidrio E, de 2.400 y 4.800 Tex. En piezas grandes se suele utilizar el 9.600 Tex, que facilita la operativa. Puede también utilizarse Vidrio S, Carbono y Aramida.

-> BulkyRoving, que con sus hilos bucle unidos a los longitudinales, proporciona una interesante resistencia transversal.

-> Velos de Superficie, tanto sintéticos como de Vidrio C, que mejoran el aspecto superficial y la resistencia química.

Matrices:

Al igual que con los refuerzos, las hay de diversas clases, todas ellas resinas insaturadas. Como más importantes están:

-> Ortoftálicas e Isoftálicas, para usos generales, sin exigencias especiales.

-> Vinilesteres, con elevada resistencia a la corrosión y temperatura. Además de unas buenas propiedades químicas, muestran unas excelentes propiedades mecánicas, y de ahí su buen comportamiento al esfuerzo Cortante, Impacto y Fatiga.

-> Epoxy, utilizada fundamentalmente y en combinación con las fibras de alta resistencia, en temas militar y aeroespacial.

Mención especial son las Resinas Termoplásticas, que presentan una mayor tenacidad y permiten conformarse posteriormente.

Aditivos:

Son productos añadidos a las resinas. Entre ellos figuran:

– Catalizadores

– Desmoldeantes

– Retardantes a la Llama

– Agentes Anticontracción

– Cargas

– Colorantes

– Inhibidores

Todos ellos contribuyen a mejorar el producto y facilitan la fabricación.

Fabricación Pultrusión

En la pultrusión, podríamos considerar los siguientes apartados:

– Organización de los Refuerzos.

– Impregnación (bien sea en cubeta o por Inyección en Molde).

– Preformado a Boca de Molde.

– Molde.

– Enfriamiento.

– Sistema de Tracción.

– Corte.

Ha de cuidarse especialmente la conducción de los refuerzos para su impregnación. Su exacta colocación es muy importante.

El molde puede calentarse entre 80 y 150 ºC y su longitud puede variar entre 0.7 m hasta 1.2 m. La velocidad puede variar en función de Forma, Espesor y Tamaño de la pieza, pudiendo ser entre 0.6 m / min. a 1.4 m/min.

Hemos visto fabricar placas planas de 1,3 m. de ancho y perfiles IPN de 800 mm. de altura.

La pultrusión admite incluir madera, espumas o acero en forma de barras corrugadas, como lo demostramos en nuestra patente COMPOSTEEL, en la fabricación de postes eléctricos.

Como comentario especial, hemos trabajado la pultrusión con Molde de Teflon, y aplicación de microondas en perfiles gruesos.

Propiedades Pultrusión

Empleando solo Hilo Roving, podemos alcanzar el 80 % en peso, lo que nos dará valores resistentes a tracción en torno a 1.000 MPa y 43 GPa de Módulo. Si por el contrario predominan MAT y Tejido conjuntamente, con un 50 % de contenido total de vidrio, los valores serían de 280 MPa para la tracción y 23 GPa para el Módulo.

Se abre toda una gama de posibilidades resistentes a Tracción, Flexión, Compresión y Cortante, en función del Tipo, Porcentaje y Orientación de los refuerzos. Las densidades variarán en consonancia entre 1.80 y 2.00 g/cm3, en función de los tipos de resinas, cargas y porcentaje de refuerzo.

No podemos olvidar el magnífico comportamiento como aislantes térmicoS, entre 0.144 y 0.288 J/M2 /seg/ºC/ m.

Conclusión

Hemos intentado brevemente exponer la fabricación y propiedades de los perfiles fabricados por pultrusión. Tenemos abundantes muestras de los mismos en ferrocarril, refinerías, suelos, deporte, construcción, transporte, estructuras, etc. Sus múltiples cualidades los hacen imprescindibles.