El moldeo de compuestos por intrusión con el polímero PEEK™ Victrex® aporta una resistencia específica ultraelevada

El moldeo de compuestos por intrusión, CFM, es un proceso innovador para fabricar componentes reforzados con filamentos continuos que ofrecen una resistencia superior. La tecnología, totalmente automatizada, ha sido desarrollada por Icotec AG, con sede en Altstätten (Suiza). El uso innovador que ha hecho la compañía de los filamentos de carbono continuos en una matriz termoplástica de polímero PEEK™ Victrex® se traduce en una resistencia específica ultraelevada de hasta 600 MPa/g/cm3, que supera a la del aluminio

(≈50 MPa/g/cm3) y la del titanio (≈300 MPa/g/cm3). Permite fabricar en un solo paso grandes volúmenes de aplicaciones probadas, como cierres, sin necesidad de un tratamiento posterior y con una alta calidad muy uniforme.

Las técnicas convencionales de transformación de termoplásticos no permiten un contenido de fibra muy alto. Además, no se puede transformar filamentos largos o continuos sin dañarlos. Los cierres sometidos a cargas mecánicas elevadas se fabrican, por lo tanto, de material en bruto. Este proceso no facilita una orientación óptima de los filamentos en la zona roscada. El moldeo CFM con polímero PEEK™ Victrex®, sin embargo, produce cierres que pueden soportar transferencias de cargas elevadas sin que la rosca sufra daños.

Las varillas de polímero PEEK™ Victrex® moldeadas por extrusión inversa (pultrusión) se alinean e introducen en una cavidad de precalentamiento cerrada caldeada, de donde se transfieren axialmente al molde y se moldean a presión. En la fabricación de tornillos, la técnica produce roscas reforzadas helicoidalmente, que están bien protegidas contra la abrasión cuando el tornillo rosca el diámetro interior. Además, una zona transicional de orientación de los filamentos transfiere al núcleo las fuerzas introducidas en las roscas, lo que permite obtener elevadas cargas mecánicas sin romper la rosca. Se pueden utilizar incluso piezas reforzadas con fibra de vidrio para aterrajar las roscas en placas de aluminio o de magnesio.

La matriz de polímero semicristalino PEEK™ Victrex® tiene una temperatura de fusión de 343 °C, una temperatura de transición vítrea de 143 °C y una temperatura de uso continuo de 260 °C. El polímero PEEK™ Victrex® sobresale en resistencia al rozamiento y al desgaste, baja inflamabilidad, emisión de humos muy baja y mínima toxicidad de los gases de desarrollo, además de tener una resistencia excepcional a las sustancias químicas y buenas propiedades eléctricas. El refuerzo de fibra puede estar basado en carbono, vidrio, cerámica o incluso metal para satisfacer las necesidades específicas de la aplicación final. Por ejemplo, los cierres fabricados con el polímero PEEK™ Victrex® reforzado con fibra de carbono y una densidad de 1,6 g/cm3 ofrecen una resistencia a la flexión que oscila entre 800 y 1.000 MPa y una resistencia a la tracción de hasta 450 MPa. Según la orientación de los filamentos, la relación de la capacidad de carga dinámica respecto a la capacidad de carga estática (ơdyn/ơstat) puede seguir estando en el rango del 60% al 90%. El tipo y el volumen utilizado de las fibras seleccionadas determinarán las propiedades generales de los componentes moldeados, en tanto que los parámetros del proceso permitirán reforzar secciones concretas.

Los cierres fabricados utilizando el proceso CFM con el polímero PEEK™ Victrex® se emplean en una amplia gama de aplicaciones técnicas. En automovilismo, los equipos de Fórmula 1 han optado por los tornillos de CFM porque tienen una resistencia y fiabilidad extraordinarias para sujetar los chasis y algunos componentes aerodinámicos importantes, al tiempo que permiten emplear herramientas convencionales. En aviación, se están evaluando los cierres de CFM mediante programas de pruebas exhaustivos para numerosos montajes y elementos aislantes.

Por otra parte, las tuercas de CFM han sido utilizadas con éxito en aplicaciones navales, donde su función inicial de sujeción se complementa con una resistencia al aflojamiento excelente.

Entre los desarrollos actuales se incluyen cierres

Consultas de los lectores

Helen Swarbrick
Victrex plc
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