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COMUNICADO DE PRENSA París, 15 de febrero 2019

Con los JEC Innovation Awards, se celebra la fructífera cooperación entre los actores de la comunidad de materiales compuestos. En los últimos 15 años, los JEC Innovation Awards han atraído a 1800 empresas de todo el mundo. Han sido 177 empresas y 433 socios los recompensados por la excelencia de sus innovaciones en compuestos. Los JEC Innovation Awards recompensan a los campeones de los composites, basándose en criterios como la participación de los socios en la cadena de valor, el tecnicismo o las aplicaciones comerciales de las innovaciones. IMPRESIÓN 3D, UNA NUEVA CATEGORÍA EN 2019 En 2019, un jurado internacional de expertos ha seleccionado a 30 finalistas entre más de un centenar de solicitudes. Competirán en 10 categorías, entre ellas, una nueva, la impresión en 3D. "El programa de JEC Innovation Awards es emblemático y reconoce a los pioneros de la innovación en compuestos. La impresión en 3D desempeña un nuevo papel en nuestra industria. La combinación de materiales ligeros y resistentes que permiten una gran libertad de diseño, con una tecnología que permite formas complejas, es de interés para los fabricantes. Muchos fabricantes han empezado a utilizarla para imprimir piezas de automoción, de aviones o paredes de edificios", analiza Franck Glowacz, responsable de contenidos de innovación de JEC Group. “¡El alto nivel de los nominados hará de esta ceremonia de los JEC Innovation Awards un acontecimiento de gran valor!" UN PRESTIGIOSO JURADO INTERNACIONAL • Anurag Bansal, director de desarrollo de negocio global, ACCIONA Infraestructuras. • Christophe Binetruy, profesor, EC Nantes. • Robert Buchinger, CEO, SUNLUMO Technology. • Grahame Burrow, presidente global, MAGNA EXTERIORS. • Dominique Dubois, CEO, Grupo CARBOMAN. • Karl-Heinz Fueller, director de materiales híbridos, Conceptos y AMG, DAIMLER. • Sung HA, profesor, UNIVERSIDAD DE HANYANG. • Murat Oguz Arcan, COO, Composites, Construcción y Desarrollo de Negocio, KORDSA. • Henri Shin, director - R&D Composites Innovation Center, KOLON. • Kiyoshi Uzawa, profesor/director (Dr.), INNOVATIVE COMPOSITE CENTER. ¡NOS VEMOS EN LA CEREMONIA DE ENTREGA DE JEC INNOVATION AWARDS! La ceremonia de entrega de JEC Innovation Awards tendrá lugar el miércoles 13 de marzo a las 16.30 horas en el escenario Ágora de la exposición JEC World 2019. El acceso a la ceremonia es gratuito; para obtener una credencial de visitante, consulte: http://registration.jec-world.events/ Para descubrir a los finalistas, visite www.jec-world.events

KORDSA TEKNIK TEKSTIL : the partner of the JEC Innovation Awards

SOBRE JEC GROUP: JEC Group es la empresa líder mundial dedicada íntegramente al desarrollo de canales y plataformas de información y conexiones empresariales que apoyan el crecimiento y la promoción de la industria de materiales compuestos. En calidad de editor de la revista JEC Composites Magazine, publicación de referencia del sector, JEC Group fomenta programas de innovación global y organiza varios eventos en todo el mundo, entre ellos JEC World (la feria internacional más importante y pionera en el mundo dedicada a los materiales compuestos y sus aplicaciones), que se celebra cada primavera en París. www.jeccomposites.com

DESCUBRA A LOS 30 FINALISTAS SELECCIONADOS

PARA LOS JEC INNOVATION AWARDS 2019

AEROESPACIAL • APLICACIÓN ESTRUCTURA DE ALERÓN COMPUESTO CURADA EN UN SOLO PASO

Nominado al JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (República Checa)

Colaborador asociado: Aero Vodochody Aerospace a.s. (República Checa)

Estructura de alerón para una sección de caja en forma de vano conectada por una capa de fibra enrollada por robot con curado en un solo paso. Proceso: producción automatizada sin estructura de núcleo sándwich ni adhesión secundaria.

Beneficios clave:

Estructura robusta y fiable.

Sin adhesión secundaria.

Piel exterior continua.

Proceso de un solo paso para la producción y el curado.

El proceso de producción puede ser automatizado.

La innovación es un proceso de aplicación para el bobinado y tendido de filamentos asistido por robot para la producción automatizada de estructuras de alas. El proceso consiste en el devanado, con fibras axiales, de varias secciones conformadas que forman las vigas de la caja en forma de vano. Las vigas de la caja juntas forman el perfil de la sección del ala.

Antes del curado, las capas exteriores se enrollan con las herramientas todavía en su lugar, consolidando así las vigas internas y formando la forma del alerón. A continuación, la superficie exterior se prensa con un molde flexible al vacío a temperatura ambiente y la pieza se cura en un solo paso, sin piezas secundarias adheridas. A continuación, se termina la superficie.

AEROESPACIAL • APLICACIÓN ESTRUCTURA PRIMARIA PARA COHETES DE SONDEO

Nominado al JEC Innovation Award: Deutsches Zentrum für Luft - und Raumfahrt E.V (Alemania)

Colaborador asociado: AFPT GmbH (Alemania)

Un componente compuesto de termoplástico que sustituye a una estructura primaria puramente metálica y permite la reducción de peso gracias a sus propiedades termomecánicas a medida.

Beneficios clave:

Comportamiento estructural anisotrópico optimizado.

Reducción de peso, lo que permite ahorrar combustible y costes.

Proceso automatizado de colocación de fibra (AFP) termoplástico in situ con un tiempo de producción mínimo.

Se utilizó un proceso automatizado de colocación de fibra (AFP) con cintas termoplásticas reforzadas con fibra de carbono (CF-PEEK) para fabricar una estructura primaria para las misiones de sondeo de cohetes. Esta parte sustituye a un componente tradicionalmente metálico, contribuyendo así a un mayor uso de compuestos en aplicaciones espaciales. A diferencia de otros procesos de AFP que utilizan materiales termoplásticos, no se requirió ningún proceso de posconsolidación para asegurar la integridad estructural.

Este método de fabricación de un solo paso (in situ) ha sido durante mucho tiempo un objetivo en la comunidad de los termoplásticos, eliminando los costosos y lentos procesos de embolsado al vacío. El método utilizado para producir este componente también presenta una ventaja significativa sobre los procesos de bobinado, en los que las intersecciones de roving conducen a ondulaciones de la fibra y, por lo tanto, a una disminución de la rigidez y la resistencia. En cambio, se lograron excelentes tolerancias geométricas y calidad de consolidación entre capas.

Esto fue verificado por ultrasonido, rayos X y termografía infrarroja no destructiva. Las cargas operativas se transfieren a la estructura mediante remaches de tornillo HI-LOK, y las pruebas de calificación en condiciones de compresión, flexión y cizallamiento se han completado con éxito en 2018. Con su inminente fecha de lanzamiento como parte de la misión DLR ATEK (VSB-30), este componente ha logrado consolidar su lugar en la historia como uno de los primeros, si no el primero, componentes producidos in situ por AFP para desempeñar un papel importante en el vuelo real.

AEROESPACIAL • APLICACIÓN CONFORMACIÓN POR INYECCIÓN DE ENGRANAJES EN EJES DE TRANSMISIÓN CF-PAEK

Nominado al JEC Innovation Award: Herone (Alemania)

Colaboradores asociados: TU Dresden (Alemania), Victrex Europa GmbH (Alemania)

Conformación por inyección de perfiles compuestos CF-PAEK con CF-PEEK, un avance inteligente de la tecnología de sobremoldeo para alcanzar el siguiente nivel de resistencia de conexión para perfiles compuestos integrales.

Beneficios clave:

Máxima calidad de la pieza gracias a la preformación textil de las cintas UD (porosidad < 0,5%).

La tecnología de consolidación de Herone permite tiempos de ciclo de 15 minutos.

La conformación por inyección permite el diseño integral de piezas para una solución totalmente termoplástica.

Diseño integral para reducir el número de piezas y los costes de montaje.

Mayor rendimiento gracias a la combinación de adhesión cohesiva y bloqueo de formas.

El sistema de ejes de accionamiento CF-PAEK de engranaje totalmente termoplástico (p. ej., para mecanismos de cierre de puertas en un avión) es la demostración conceptual de funcionalización de los perfiles huecos CF-PAEK con CF-PEEK mediante la tecnología de conformación por inyección inventada por Herone. En el primer paso del proceso, las cintas UD termoplásticas se trenzan para cargar preformas de cinta adaptadas, llamadas “organoTubes”. Mediante el uso de cintas UD termoplásticas totalmente consolidadas, el desafiante y largo proceso de impregnación de la fibra ya se ha completado antes del preformado.

De esta manera, aumenta significativamente la eficiencia del proceso y se garantiza la más alta calidad del cuerpo del eje. Además, el trenzado permite altas velocidades de deposición y, por lo tanto, hace que el proceso sea adecuado para la producción industrial a gran escala. Los tubos “organoTubes” CF-PAEK se moldean a continuación en cuerpos de ejes de transmisión consolidados utilizando la exclusiva tecnología de moldeo de Herone. En el segundo paso, los engranajes se forman por inyección en el cuerpo del eje de transmisión consolidado. Utilizando el calor y la presión del compuesto de inyección, el eje impulsor es termoformado para crear una conexión de bloqueo de forma entre el cuerpo del eje compuesto y el engranaje moldeado por inyección.

De este modo, la unión cohesiva entre el cuerpo compuesto y el engranaje se refuerza mediante un bloqueo de forma adicional. El eje de accionamiento está fabricado con cinta de corte Victrex UD basada en el nuevo polímero PAEK, VICTREX AE™ 250, con una temperatura de fusión alrededor de 40 K inferior a la del PEEK convencional. El engranaje está hecho de PEEK 90HMF40 reforzado con fibra de carbono corta de Victrex. La selección de un material con una diferencia de 40 K en las temperaturas de fusión elimina la necesidad de precalentar el eje por encima de su temperatura de fusión antes de la formación de la inyección.

Esto mejora enormemente la eficiencia de los recursos, la fiabilidad de los procesos y la solidez de la interfaz.

AEROSPACIAL • PROCESO

A+ GLIDE FORMING: PROCESO DE FABRICACIÓN AUTOMATIZADO

Nominado al JEC Innovation Award: Laboratorios Applus+ (España)

A+ Glide Forming es un nuevo proceso continuo utilizado para formar largueros CFRP con contornos complejos en una sola pasada. Se trata de una solución de conformación versátil, de alta productividad y baja inversión.

Beneficios clave:

Calidad: capaz de formar piezas de alta calidad de contorno largo "sin arrugas".

Alta flexibilidad: una sola máquina para muchos largueros diferentes.

Rentabilidad: alta productividad, una sola máquina para diferentes formas.

Ahorro de energía: no se requiere calentamiento de la herramienta, la herramienta y el proceso son muy sencillos.

Las nuevas estructuras de los aviones compuestos están hechas de paneles reforzados con largueros, ya sean marcos o nervaduras. Los largueros de fuselaje típicos son secciones omega, mientras que los largueros en T tienden a utilizarse en las alas. Los largueros son generalmente partes largas y estrechas. Los largueros de fuselaje pueden tener de 4 a 12 metros de longitud y los largueros de ala hasta 40 metros en un avión grande.

La tecnología A+ Glide Forming fue desarrollada para formar largueros largos y curvos a partir de lay-ups planos de preimpregnado de espesor total realizados en máquinas de colocación automática de cintas (ATL) o de colocación avanzada de fibras (AFP). Esta innovadora tecnología permite formar largueros curvos de diferentes secciones, longitudes, espesores y curvaturas con una sola máquina que acepta diferentes herramientas.

AEROSPACIAL • PROCESO RESPALDO AERODINÁMICO COMPUESTO DE 16 G TOTALMENTE COMPATIBLE CON FST

Nominado al JEC Innovation Award: Cecence (Reino Unido)

Colaboradores asociados: Acro Aircraft Seating LTD (Reino Unido), FTI (Reino Unido)

Respaldo de carbono de 16 g moldeado por compresión rápida en caliente, totalmente compuesto, que cumple las normas FST, integrado en su núcleo, lo que elimina la necesidad de un apósito ignífugo y con una superficie lista para pintar sin moldear.

Beneficios clave:

Bajo desperdicio gracias al uso casi nulo de consumibles.

El rápido moldeado en caliente de los materiales de curado a presión reduce los costes de fabricación.

Los sistemas fenólicos y de biorresinas son menos costosos que los sistemas epoxídicos.

El potencial para el moldeo de redes elimina las necesidades de procesamiento posterior.

Este avance es un paso más para llegar al moldeo por inyección de una pieza completa.

Cecence demostró que era posible fabricar un respaldo de asiento de compuesto de carbono ligero totalmente compatible con la tecnología de moldeo por compresión en caliente, que podía cumplir los requisitos de FST y alcanzar los 16 g conforme con los criterios de determinación del riesgo de lesiones en la cabeza (HIC, por sus siglas en inglés). Este respaldo de asiento es una parte integral del asiento aprobado de la línea Airbus de Acro y ahora está en servicio. El operador de aeronaves tiene un producto que es estéticamente agradable con un acabado suave y que logra el peso deseado.

El material permitió a los ingenieros de diseño de Acro crear formas que no habrían sido posibles en metal y ahorrar espacio en la aeronave para permitir mayor comodidad a los pasajeros.

El gran avance tecnológico de la innovación se encuentra tanto en el rápido proceso de fabricación como en el respaldo del asiento resultante, en el que la conformidad con el FST está integrada en el componente estructural y no depende de un apósito adicional que actúe como barrera contra el fuego.

Cecence invirtió mucho en la fase inicial de I+D, diseñando e ingeniando un material estructural que cumpliera con las normas FST, fácil de trabajar, rápido de procesar y con un excelente acabado de la superficie. Trabajaron en estrecha colaboración con el fabricante de preimpregnados FTI para combinar la selección y orientación de la fibra de carbono de Cecence con un sistema de resina fenólica de formaldehído al 0% que no es perjudicial para el lugar de trabajo.

AEROSPACIAL • PROCESO PROCESO DE FABRICACIÓN SIN DEFECTOS

Nominado al JEC Innovation Award: Profactor GmbH (Austria)

Colaboradores asociados: Airbus Defence and Space GmbH (Alemania), Danobat (España), Dassault Systemes SA (Francia), FIDAMC-Fundación para la Investigación, Desarrollo y Aplicación de Materiales Compuestos (España), IDEKO S. COOP (España), InFactory Solutions GmbH (Alemania), M. Torres Diseños Industriales SA (España), Profactor GmbH (Austria)

Este desarrollo es un proceso de fabricación sin defectos para piezas compuestas de gran tamaño. Utiliza sistemas de monitorización en línea y de apoyo en la toma de decisiones para evitar que los defectos aparezcan sólo durante el ensayo no destructivo final.

Beneficios clave:

Ausencia (o reducción sustancial) del número de defectos que aparecen durante el ensayo no destructivo final.

Aumento sustancial de la productividad durante la puesta en servicio gracias a la inspección automatizada.

Procesos de infusión y curado optimizados gracias a la retroalimentación directa del sensor.

Decisiones cualificadas sobre el reprocesado basadas en el análisis de la pieza tal y como se fabrica.

Vista global de todo el proceso mediante simulación de flujo de piezas.

En el centro del proceso de fabricación sin defectos se encuentran los procesos automatizados de colocación de fibra seca (DFP) y de colocación automática de material seco (ADMP), así como los subsiguientes procesos de infusión y curado. La cadena de procesamiento consta de cuatro pasos:

(1) Un sistema de control de calidad en línea escanea el material colocado durante el proceso de moldeado, proporcionando información inmediata sobre cualquier problema de calidad que pueda existir. Una vez terminada la capa, el operador de la máquina puede iniciar inmediatamente cualquier retrabajo si es necesario o continuar con la siguiente capa. No es necesaria la inspección manual después de cada capa.

(2) El control del proceso durante el proceso de infusión y curado genera información que todavía no puede controlarse directamente. Mediante la integración de un sensor, se puede medir el flujo frontal durante la infusión, la temperatura y el estado de curado a lo largo de todo el sensor (no sólo en posiciones individuales). Esto permite un análisis detallado del proceso, para que pueda ser detenido en el momento adecuado.

(3) Los datos de los defectos se recogen en una "base de datos de fabricación" que se utiliza con métodos de elementos finitos para calcular el impacto de los defectos en la resistencia mecánica de la pieza. Esto permite una evaluación de la pieza a medida que se fabrica y proporciona información importante para los procesos de reprocesado.

(4) Un instrumento de apoyo en la toma de decisiones fusiona todas las fuentes de datos antes mencionadas y las combina con una simulación logística del flujo parcial. Esta información se presenta al operador para ayudarlo a decidir sobre las diferentes estrategias de reprocesado. A través de estos pasos de monitorización del proceso, se puede detectar una amplia gama de defectos típicos y reelaborarlos si es necesario, para que aparezcan sustancialmente menos (si es que aparecen) defectos durante la inspección al final de la línea.

AUTOMOCIÓN • APLICACIÓN PARCHES COMPUESTOS PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO DE NVH

Nominado al JEC Innovation Award: Hexcel (Reino Unido)

Colaborador asociado: Saint Jean Industries (Francia)

Reforzando localmente los bastidores auxiliares de aluminio optimizados con los parches de carbono HexPly® de Hexcel, se puede mejorar significativamente el rendimiento acústico y vibratorio, manteniendo al mismo tiempo el peso adicional al mínimo.

Beneficios clave:

Rendimiento acústico y vibratorio (NVH) mejorado.

Relación rigidez/peso optimizada.

Menores costes de producción y flexibilidad de producción.

Mayor comodidad para el conductor.

Ahorro de energía.

Hexcel y Saint Jean Industries trabajaron juntos en un proyecto innovador para encontrar una solución que mejorara el rendimiento acústico y vibratorio (NVH), especialmente en vehículos eléctricos, y para mantener la mejor relación rigidez/peso de los bastidores auxiliares de aluminio ligeros.

Hexcel proporcionó parches de carbono desarrollados con software de simulación propio, especialmente diseñados para reforzar localmente las piezas de aluminio y proporcionar funciones adicionales de gestión del ruido y las vibraciones.

Los parches de preimpregnado HexPly® están formados por fibra de carbono unidireccional y una matriz de epoxi. Este preimpregnado de curado rápido cura y se adhiere al metal en un proceso de un solo paso altamente eficiente. Las piezas curadas pueden soportar fácilmente las condiciones extremas de temperatura y humedad a las que están sometidos los bastidores auxiliares. La resina se cura en dos minutos a 170 °C, con una temperatura de transición vítrea de 145 °C. Un ligero velo de vidrio entre el aluminio y el carbono evita la corrosión galvánica. Saint Jean Industries probó la nueva tecnología en un bastidor auxiliar trasero de aluminio de 18,5 kg de un vehículo de producción de serie.

Realizaron un análisis modal sobre la gama de frecuencias experimentadas por el bastidor auxiliar, abarcando los diferentes tipos de motores en toda la gama de velocidades del vehículo. Basándose en el análisis del SJI, Hexcel calculó las capas de carbono y las orientaciones necesarias, optimizando al mismo tiempo el rendimiento mecánico en relación con la respuesta a las vibraciones.

Incluso la geometría y la posición de los parches de refuerzo de la pieza se estudiaron en simulaciones de vibración. En total, se añadieron 500 gramos de material compuesto a la estructura. Una vez endurecido, el demostrador se sometió de nuevo a pruebas en el banco de pruebas.

Mostró una modificación significativa de las frecuencias naturales de 10 a 25 Hz. Al observar los resultados de la prueba, se puede concluir que el uso de los parches de preimpregnado de Hexcel cambia positivamente las características de vibración del bastidor auxiliar y ayuda a controlar el rendimiento de NVH y el peso de la pieza.

AUTOMOCIÓN • APLICACIÓN SUELO DE CARBONO LIGERO LCF

Nominado al JEC Innovation Award: Kandge Composites CO., LTD. (China)

Colaboradores asociados: Kangde Composites Co. Ltd (China), KDX Europe Composites R&D Center GmbH (Alemania), KDX Roding Europe Automobile Design Center GmbH (Alemania), NIO (Alemania)

Suelo trasero de compuesto de carbono altamente integrado para un peso ligero, una seguridad excepcional y un mejor rendimiento del vehículo. Aplicación rentable y de gran volumen, diseñada globalmente y producida en masa en China.

Beneficios clave:

Eficiencia de costes: forma casi neta; reducción de costes de utillaje y procesos.

Rendimiento: rigidez torsional 44.930 N-m; seguridad NCAP de 5 estrellas; mayor durabilidad.

Ligero: Ahorro de peso de >30% en comparación con la línea de base de Al; mayor eficiencia del sistema.

Alto volumen: tiempo de ciclo bajo (2,5 min); totalmente automatizado; nivel de proceso de JPH 20/h.

Red global: desde la ingeniería hasta la producción; desde el boceto hasta el SOP; proveedores globales.

El Lightweight Carbon Floor (LCF) del NIO es un módulo compuesto que combina una alta integración funcional con la rentabilidad para grandes volúmenes. El LCF refuerza toda la parte trasera de la estructura de BiW y consta de tres subconjuntos principales de CFRP.

El diseño se centró en cuatro aspectos:

1. Integración funcional: el LCF abarca los casos de carga más críticos y los requisitos de rigidez/NVH, seguridad y resistencia a la colisión hasta los casos de carga de durabilidad.

2. Diseño optimizado del recorrido de la carga: se realizaron bucles de optimización de la distribución derivados de los requisitos funcionales para lograr un mejor rendimiento de aligeramiento.

3. Diseño basado en la producción: las directrices de diseño se tuvieron en cuenta desde el principio para permitir una fase de producción más fluida utilizando la última tecnología WCM.

4. Diseño multimateriales: el LCF del NIO ES6 está integrado en una estructura de aluminio BiW. Desafíos como las diferentes elongaciones térmicas entre la fibra de carbono y el aluminio, la corrosión por contacto, las uniones adhesivas (dos tipos), los insertos, los espárragos de unión y los elementos de fijación fueron gestionados y validados por ingeniería asistida por ordenador (CAE) y ensayos físicos.

Se seleccionaron fibras de última generación (50K, CF de alta resistencia), textiles (150/300 g/m² UD-NCF) y un sistema de resina (2-K EP de curado rápido) para lograr el mejor compromiso entre eficiencia económica y propiedades mecánicas. La validación multinivel se completó desde el nivel de material/cupón, pasando por el componente y el subsistema, hasta el nivel de sistema/vehículo.

La solución de procesamiento y ensamblaje es competitiva en cuanto al coste gracias a la optimización continua del proceso y a un proceso totalmente automatizado para la producción de piezas y el ensamblaje de vehículos (aplicación de adhesivos, colocación de piezas y curado por infrarrojos), a los costes más bajos de mano de obra y energía, y a la eficiencia de una plataforma de fabricación inteligente Industry 4.0 (Kangde Group) que mejora continuamente el proceso utilizando los datos de producción generados.

Entre las principales ventajas, se incluyen un 50% de ahorro en los costes de utillaje en comparación con el estampado de metal, un 30% de ahorro en los costes de proceso, una forma casi neta debido a la alta tasa de utilización del material, unos tiempos de ciclo bajos (2,5 minutos) y un nivel de proceso de JPH 20/h en NIO.

AUTOMOCIÓN • APLICACIÓN RIELES GUÍA COMPUESTOS PARA UN TECHO SOLAR CON PERSIANAS ENROLLABLES

Nominado al JEC Innovation Award: Polyscope Polymers (Países Bajos).

Es la primera vez que un compuesto termoplástico sustituye con éxito al aluminio en los rieles de guía de los módulos de techo solar con persianas enrollables.

Beneficios clave:

Unidad enchufable, robot de un solo paso instalado, elimina 2-3 pasos de montaje.

Mayor espacio disponible sobre las cabezas de los pasajeros.

La familia de moldes modulares ahorra costes en herramientas y producción. Ahorro total del 20%.

Los rieles guía tradicionales de perfiles de aluminio extrusionado para techos solares requieren tiempo y trabajo adicionales para terminar de montar los subcomponentes del techo solar antes de montar el sistema en la parte superior del vehículo en la línea de montaje. Un módulo probado previamente ya está disponible y listo para su instalación robótica en un solo paso.

Los rieles compuestos están moldeados por inyección a partir de un compuesto de anhídrido maleico/estireno acrilonitrilo-butadieno (SMA/ABS-GF) reforzado con fibra de vidrio al 15% para lograr dimensiones precisas, tolerancias estrechas, buena rigidez y resistencia, y una excelente adherencia a las subestructuras metálicas y de vidrio mediante un adhesivo estructural de poliuretano (PUR).

AUTOMOCIÓN • PROCESO

RÁPIDA FABRICACIÓN DE COMPUESTOS COMPLEJOS DE TP

Nominado al JEC Innovation Award: Evopro Systems Engineering Kft. (Hungría)

Colaboradores asociados: eCon Engineering Kft. (Hungría), HD Composite Zrt. (Hungría), Universidad de Tecnología y Economía de Budapest, Facultad de Ingeniería Mecánica (Hungría) y Academia de Ciencias de Hungría, Centro de Investigación de Ciencias Naturales (Hungría)

Producción automatizada y de ciclo corto de compuestos de polímeros termoplásticos con especial atención a la alta integración funcional, complejidad y reciclabilidad de las piezas, basada en la tecnología T-RTM.

Beneficios clave:

Sándwiches estructurales de PA6 reciclables y homogéneos para una alta rigidez.

Compuesto reciclable y homogéneo recubierto de PA6 para una superficie próxima a la clase A.

Producción automatizada y rápida con fabricación Industry 4.0.

Mayor nivel de integración funcional de las partes compuestas.

Hasta un 20% de reducción de los costes de fabricación de materiales compuestos estructurales.

El programa de I+D de Evopro se centra en la producción de compuestos automatizada y de alta velocidad para aplicaciones de automoción. La empresa desarrolló ampliamente la tecnología T-RTM para producir piezas estructurales compuestas basadas en una matriz de PA6. El objetivo era utilizar T-RTM con polimerización in situ de E-caprolactama, apoyado por un preformado totalmente automatizado, de acuerdo con los principios de Industry 4.0.

La tecnología ya es conocida con la aplicación de sobremoldeado/inyección por contracorriente (con moldeado por inyección) y algunos resultados fueron publicados en los últimos años y presentados también en JEC World. Además, Evopro dio pasos significativos en el marco de su programa para crear estructuras sándwich totalmente homogéneas, con carcasa de PA6, basadas en núcleos (para mejorar las propiedades mecánicas y la reciclabilidad) y para aplicar un revestimiento en el molde de PA6 para crear una superficie próxima a la Clase A en el producto.

Las estructuras sándwich son muy importantes para la alta rigidez dimensional de las piezas de composite de baja densidad. Por lo general, se utilizan espumas estructuradas de células cerradas como espumas de PES, PET, PVC o PU, madera de balsa y panales de abejas como materiales básicos.

La aplicación de estos materiales básicos plantearía dificultades en el reciclado de materiales compuestos a base de PA6. Con esta solución, los núcleos de espuma de PA6 se pueden utilizar en composites a base de PA6 para crear estructuras sándwich homogéneas para una reciclabilidad óptima, que es un factor clave para las aplicaciones de automoción.

La calidad de superficie de los compuestos termoplásticos continuos reforzados con fibra no permite su aplicación en superficies visibles debido a la contracción del polímero y a la lectura de la fibra. La tecnología en molde es una solución conocida en el caso del SMC, por ejemplo, y de otros procesos basados en materiales termoendurecibles, pero la aplicación de un recubrimiento termoendurecible no permite el reciclaje de piezas compuestas de PA6 debido al complejo de materiales no homogéneos. Con el proceso de Evopro, se puede crear un recubrimiento de superficie basado en PA6 en piezas compuestas basadas en PA6 con recubrimiento en el molde. Este proceso permite utilizar diferentes rellenos, pigmentos y aditivos.

AUTOMOCIÓN • PROCESO

EVOLUCIÓN DE LA PINTURA DE LOS PANELES DE LA CARROCERÍA DE CFRP

Nominado al JEC Innovation Award: Hyundai Motor Group (Corea del Sur)

Colaboradores asociados: Hyundai Motor Group (Corea del Sur), Hyundai Steel Company (Corea del Sur), Hyundai Motor Group - Laboratorio de investigación de polímeros (Corea del Sur), Mitsubishi Chemical Corporation (Japón), SK Chemicals (Corea del Sur)

Esta innovación arroja luz sobre los desafíos que representa lograr un acabado de superficie de Clase A utilizando procesos de pintura en línea. Propone un nuevo método para producir una tapa de maletero CFRP basada en los procesos PCM y SMC.

Beneficios clave:

Pintura en línea en CFRP para la producción en masa, solucionando problemas de "igualación de color".

Superficie de Clase A con un proceso convencional de pintura automotriz.

Ahorro de energía en el proceso de pintura gracias a una capa de barniz de 2K de curado a baja temperatura.

Tapa de maletero CFRP ligera con un 60% de reducción de peso gracias a la optimización del diseño.

Producción de alto ciclo de preimpregnados PCM de curado en 5 minutos.

Las piezas de CFRP para la industria del automóvil deben fabricarse con procedimientos de ingeniería bien definidos, utilizando un proceso de fabricación cualificado en instalaciones adecuadas. El proceso de autoclave es el más utilizado para producir estructuras de alta calidad en la industria de los materiales compuestos; sin embargo, tiene sus inconvenientes. Debido a sus deficiencias, era necesario abordar específicamente la necesidad de un proceso de fabricación de bajo coste y alta calidad. Para fabricar la nueva tapa de maletero de varios materiales desarrollada por Hyundai Motor Group se utilizan dos técnicas novedosas de curado (PCM y SMC de fibra de carbono) para la producción en serie. Fue adoptado para el coche deportivo Genesis G70, el nuevo sedán de lujo de Hyundai Motor Group que ganó el premio Coche del Año 2019 de Motor Trend.

Esta tapa de maletero permite una reducción sustancial del peso (hasta un 60%, 6,4 kg menos de peso en comparación con las estructuras de acero convencionales) y un gran rendimiento de los componentes. Para el panel exterior de la carrocería se utilizan de 5 a 6 capas de preimpregnado unidireccional y el panel interior presenta SMC de fibra de carbono de 1,6-3,5 mm de espesor en varias ubicaciones para que el refuerzo local reduzca las concentraciones de tensión. El concepto de diseño se evaluó sobre la base de análisis numéricos de elementos finitos y se llevaron a cabo una serie de pruebas estructurales que incluyeron durabilidad repetitiva abierta/cerrada, enlatado de aceite y durabilidad ambiental a largo plazo.

Esta innovación puede ser implementada introduciendo una nueva imprimación no conductora (acrilo-olefina) y una capa de acabado para pintar paneles CFRP de carrocería de automóviles. Las pruebas de seguimiento demostraron que los paneles de CFRP que recibieron una sola capa de imprimación después del lijado con chorro de arena automatizado pueden eliminar la textura de la fibra. Una imprimación gruesa y no conductora permite pintar en línea y una adhesión suficiente al recubrimiento intermedio al aumentar la tensión superficial en el sustrato de CFRP. La calidad de la superficie es equivalente a la de las piezas de acero convencionales según la combinación de factores como el brillo, el tono apagado y la cáscara de naranja.

AUTOMOCIÓN • PROCESO FIBERJECT - PIEZAS DE CARBONO TERMOPLÁSTICO COSMÉTICO 3D

Nominado al JEC Innovation Award: Mubea Carbo Tech GmbH (Austria)

Colaboradores asociados: Mubea Carbo Tech GmbH (Austria), Porsche AG (Alemania)

Fabricación de piezas de carbono cosmético de forma compleja, totalmente integradas y de alta precisión para grandes volúmenes utilizando una matriz termoplástica.

Beneficios clave:

Buena apariencia visual, mayor claridad y efecto de profundidad que el CFRP estándar.

Posibilidad de fabricar componentes cosméticos complejos de CFRP utilizando termoplásticos.

Reducción del 85% del tiempo de ciclo y hasta un 50% de reducción de costes.

Puede utilizarse para aplicaciones interiores y exteriores con la posibilidad de evitar los COV.

Reciclabilidad gracias a la utilización de una matriz termoplástica.

Las piezas cosméticas comunes de CFRP están hechas de preimpregnados u organosheets termoplásticos. Las piezas cosméticas de CFRP que utilizan resinas termoendurecibles tienen un tamaño de lote y una productividad limitados, ya que muchos pasos del proceso requieren mano de obra precisa y los tiempos de preformado, curado y ciclo de finalización ya están cerca de sus límites técnicos.

Además, los elementos funcionales como clips o puntos de montaje deben fabricarse por separado y pegarse al componente. Los organosheets, por otro lado, tienen límites técnicos. No se pueden realizar formas complejas con altos grados de cortinaje, socavaduras o líneas de separación. Los límites descritos de los preimpregnados termoestables y de los organosheets prohíben la producción en grandes cantidades de piezas de CFRP cosmético de forma compleja y totalmente integrado. Para hacer esto posible, Mubea Carbo Tech GmbH (MCT), Salzburgo, Austria, desarrolló un novedoso proceso para producir un organosheet cosmético 3D que combina la libertad de diseño de las aplicaciones convencionales de termoestables con las innumerables ventajas de la producción en serie de termoplásticos. Para validar la tecnología, MCT trabajó junto con Porsche AG (Stuttgart, Alemania) y produjo un componente cosmético de CFRP basado en una geometría de producto en serie. Con su proceso patentado, MCT consigue producir las formas más exigentes de piezas cosméticas de CFRP utilizando termoplásticos sin arrugas ni deformaciones.

Estos productos intermedios pueden moldearse por la parte trasera para integrar elementos funcionales en las piezas. Este paso del proceso permite la funcionalización con una precisión de posicionamiento significativamente mayor que el encolado manual. Los productos finales muestran una calidad de superficie superior a la de los productos de última generación, ya que la capa de superficie termoplástica compensa las marcas de hundimiento incluso después de las pruebas climáticas. Para cumplir con las más altas exigencias de las normas automotrices, se desarrolló un compuesto termoplástico personalizado. Este compuesto permite incluso su aplicación en exteriores sin necesidad de una capa protectora transparente.

CONSTRUCCIÓN E INFRAESTRUCTURA REFUERZOS DE COMPUESTO TP DE FÁCIL DOBLADO PARA HORMIGÓN

Nominado al JEC Innovation Award: Arkema (Francia)

Colaboradores asociados: Arkema (Francia), National Cooperative Highway Research Program - NCHRP (EE. UU.), Sireg (Italia), Universidad de Miami (EE. UU.)

Barra y cable de compuesto termoplástico de fácil doblado para hormigón armado y pretensado que revoluciona la durabilidad de la construcción.

Beneficios clave:

Las barras de refuerzo Elium se pueden recalentar y doblar, lo que reduce el coste de las formas personalizadas.

Los compuestos TP permiten el ensamblaje de varillas en cables flexibles.

El equipamiento para la prefabricación de hormigón sigue siendo el mismo que el utilizado para los cordones de acero.

Los compuestos TP para el pretensado revolucionan la durabilidad de la construcción.

Basado en la tecnología de resina termoplástica líquida reactiva Elium, se ha desarrollado una nueva generación de varillas y cables que combina las cualidades de los materiales compuestos con las nuevas posibilidades que ofrece el uso de una matriz termoplástica.

A diferencia de la mayoría de las resinas termoplásticas, Elium se puede procesar fácilmente mediante la pultrusión tradicional utilizando exclusivamente equipamiento estándar.

CONSTRUCCIÓN E INFRAESTRUCTURA CONTRIBUCIÓN DE LA NANOTECNOLOGÍA A LOS MATERIALES COMPUESTOS

Nominado al JEC Innovation Award: Gazechim Composites Ibérica (España)

Colaboradores asociados: Chem-Trend (Alemania), Chomarat (Francia), Euromere (Francia), Graphenano Composites (España), Gurit (Alemania), Look Composites (España), Nouryon (Holanda), Obo (Alemania), Omar Coatings (España), Owens Corning (Italia), Polymec (España), Polynt Composites (España), Talleres Xúquer (España)

Gazechim Composites Ibérica diseñó, desarrolló e implementó una gran marquesina de diseño vanguardista para su sede central en Valencia. La estructura autoportante aprovecha la nanotecnología basada en grafenos.

Beneficios clave:

Demostrar la libertad de diseño, flexibilidad y ventajas generales de los materiales compuestos.

Destacar el uso de la nanotecnología del grafeno para mejorar las propiedades clave.

Mostrar el futuro de la construcción en la arquitectura.

Proceso de fabricación e implementación altamente industrializado.

Destacar las innovaciones en curso en los materiales compuestos.

Capitalizando la flexibilidad de diseño y las características estéticas superiores de los materiales compuestos, Gazechim Composites Ibérica diseñó, desarrolló e implementó una gran marquesina de diseño vanguardista totalmente renovada para el edificio de su sede logística en Valencia, España.

La estructura autoportante aprovecha la nanotecnología basada en grafenos sobre una superficie total de 340 m² y se asemeja al techo duro de una embarcación. Es la primera aplicación de construcción que utiliza la nanotecnología en una matriz polimérica para mejorar el rendimiento del composite. La matriz se dopó con grafeno para mejorar sus propiedades de módulo de flexión y resistencia a la tracción, a la vez que se redujo el peso total de las estructuras.

CONSTRUCCIÓN E INFRAESTRUCTURA SISTEMAS DE ESTABILIZACIÓN DE DIQUES COMPUESTOS

Nominado al JEC Innovation Award: Solico Engineering BV (Países Bajos)

Colaborador asociado: JLD International (Países Bajos)

JLD International desarrolló un nuevo método de estabilización de diques. Todas las partes estructurales de este sistema están hechas de materiales compuestos. Estas piezas fueron diseñadas por Solico Engineering.

Beneficios clave:

Sostenibilidad.

Rentabilidad.

Ligereza.

El sistema de estabilización de diques de JLD es una solución sostenible, flexible e innovadora que se ha desarrollado para reforzar los diques existentes. El estabilizador de diques JLD se aplica en la vertiente interior del dique y se instala desde la vertiente interior o cresta. Por lo tanto, en muchos casos no es necesario ensanchar el dique en cuestión. El sistema de estabilización de diques consta de varias partes, incluidas tres partes importantes hechas de material compuesto: la barra de anclaje, el elemento de carga transversal (LDE) y la placa de anclaje. La barra de anclaje es una barra reforzada con fibra de basalto de 25 mm con una rosca especial en el exterior. Se eligió la fibra de basalto debido a su mayor resistencia a la tracción en comparación con el vidrio E y a una mayor sostenibilidad en el suelo.

La barra de anclaje es pretensada a un nivel de carga requerido, basado en los cálculos de la mecánica del suelo. La pretensión en todos los anclajes se supervisa constantemente con celdas de carga. El elemento portador de carga transversal (LDE) es un perfil pultrusionado compuesto de vidrio E, diseñado para soportar la fuerza de corte en el momento en que el dique se está colapsando. El LDE es una pultrusión en forma de estrella con un espesor de pared de hasta 25 mm.

La placa de anclaje es una placa rectangular plana (1 m x 1 m) diseñada para transmitir la fuerza del anclaje (hasta 10 toneladas) al suelo. Tiene que ser ligera (para su instalación), sostenible y muy rentable. Una característica muy importante es que la placa tiene que ser perforada, con unos 25 agujeros de 50 mm de diámetro. La placa de GRP de 40 mm de espesor se produce por infusión al vacío. La perforación ya está presente en el molde, evitando así perforaciones costosas. La placa está construida como una especie de estructura sándwich con GRP reciclado como material central y tejidos de vidrio biaxial cosidos como pieles.

SOSTENIBILIDAD SOLUBOARD®

Nominado al JEC Innovation Award: Jiva Materials Ltd. (Reino Unido)

Colaborador asociado: Eco-Technilin SAS (Francia)

Jiva y Eco-Technilin crearon Soluboard®, un revolucionario material biocompuesto fabricado con FlaxTape™ de Eco-Technilin. Soluboard® está diseñado para redefinir la forma en que se fabrican los PCB.

Beneficios clave:

Sustituto directo del FR-4 con el mismo precio y una mayor sostenibilidad.

Disminución del impacto de los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE).

Disminución de la huella de carbono generada por los productos electrónicos y eléctricos.

Aumento del rendimiento de la recuperación de metales preciosos a partir del reciclado de PCB.

Mejora de los incentivos para que los fabricantes de productos electrónicos asimilen el reciclado.

El sustrato que se utiliza actualmente en la industria de las placas de circuitos impresos se construye con resina epoxi y fibra de vidrio. Esto significa que el único método de reciclado de los PCB consiste en triturarlos e incinerarlos para extraer los metales preciosos utilizados en ellos. Se trata de un proceso muy poco eficiente, con una pérdida sustancial de estos metales durante el reprocesamiento, así como la liberación de toxinas como el cianuro, el mercurio y las dioxinas en el medio ambiente.

Actualmente pendiente de patente, Soluboard® está destinado a sustituir al material estándar utilizado actualmente en la industria (FR-4). Es un material de precio competitivo y totalmente biodegradable que puede rivalizar con la anticuada fibra de vidrio y la alternativa de epoxi. El ingrediente principal del material compuesto es FlaxTape™ de Eco-Technilin, una cinta patentada que consta de fibras de lino unidireccionales con una densidad más baja que las fibras de carbono y de vidrio alternativas. La orientación unidireccional de las fibras de lino permite organizarlas de forma eficiente para formar la estructura biocompuesta multicapa de Soluboard®, lo que confiere al material unas fuertes propiedades mecánicas. FlaxTape™ también es ideal para fabricar productos ligeros con mejores propiedades mecánicas y un menor impacto medioambiental.

Con casi 45 millones de toneladas producidas el año pasado, los residuos electrónicos son ahora el flujo de residuos de más rápido crecimiento en el mundo. La disolución de una placa de circuito impreso fabricada con Soluboard® permite recuperar el 90% de sus componentes y luego reutilizarlos o reciclarlos en un proceso global mucho más eficiente.

SOSTENIBILIDAD PRODUCCIÓN EN SERIE DE COMPOSITES BIOLÓGICOS

Nominado al JEC Innovation Award: Porsche AG (Alemania)

Colaboradores asociados: Bcomp Ltd. (Suiza), Fraunhofer-Anwendungszentrum HOFZET (Alemania)

Las series pequeñas de un coche deportivo muestran el alto potencial de los recursos renovables utilizando sus propiedades específicas para la construcción ligera de una puerta y un alerón trasero.

Beneficios clave:

Piezas de vehículos deportivos de competición sostenibles.

Utilización de sistemas RTM convencionales para la producción en serie de NFRP en la industria del automóvil.

Fácil de reciclar en comparación con los plásticos reforzados con fibra de carbono.

El uso de fibras naturales en lugar de fibras de carbono como material de refuerzo en un vehículo deportivo ilustra la relación entre la aplicación y la selección de materiales. La puerta, como parte de la carrocería, y el alerón trasero, como componente de carga dinámica, muestran la implementación de diferentes casos de carga. Los componentes cumplen los requisitos con casi el mismo peso que los componentes de plástico reforzado con fibra de carbono.

Para ello, se ha adaptado la geometría de la herramienta y se han utilizado propiedades específicas de las materias primas renovables. La madera de balsa se ha utilizado con éxito como núcleo de sándwich para la hoja de la puerta. Con un 25% menos de fibras, se ha conseguido una rigidez a la flexión similar a la del componente comparable de plástico reforzado con fibra de carbono. Para el alerón trasero se utilizaron estructuras de celosía (PowerRips®) en lugar de un núcleo, por lo que se ahorraron capas y se pudo recoger una carga elevada de unos 300 kg en uso. El proceso de moldeado por transferencia de resina se utiliza para las puertas y el alerón trasero se fabrica en un proceso de autoclave.

Adaptando el proceso y modificando las herramientas, es posible procesar fibras naturales en procesos compatibles en serie a pesar de la variación natural de sus propiedades. Por ejemplo, el reto de un núcleo de madera de balsa sin huecos como material de núcleo en el proceso RTM se ha cumplido con éxito. Los componentes ya se fabrican en pequeñas series de 700 vehículos mediante procesos convencionales de producción en serie, distinguiendo claramente esta puerta de un prototipo y mostrando el potencial de aplicación de un material plástico reforzado con fibras naturales.

SOSTENIBILIDAD BIO4SELF - COMPUESTOS AUTORREFORZADOS DE PLA

Nominado al JEC Innovation Award: Universidad Técnica de Dinamarca (Dinamarca)

Colaboradores asociados: Centexbel (Bélgica), Comfil (Dinamarca), Fraunhofer-Gesellschaft (Alemania)

Materiales compuestos autorreforzados y biológicos, fáciles de reciclar, que utilizan fibras PLA de alta rigidez para su uso en aplicaciones deportivas, automotrices y médicas.

Beneficios clave:

Materiales biológicos: composites hechos de dos grados PLA con diferentes temperaturas de fusión.

Rendimiento: alta resistencia mecánica, estabilidad térmica e hidrolítica.

Coste: muy por debajo de los compuestos de fibra de carbono, comparable o incluso inferior al SR-PP.

Producción a gran escala: utilizando materiales disponibles en el mercado y equipos industriales.

EoL: reutilizable, reciclable o transformable en compost industrialmente, ya que el compuesto está hecho de PLA.

Impulsados por el deseo de abordar las cuestiones medioambientales y trabajar en la estrategia de la CE para los plásticos, los materiales compuestos desarrollados en el proyecto Bio4self son totalmente biológicos, fácilmente reciclables, reconfigurables e incluso biodegradables industrialmente. Los compuestos se producen utilizando un tipo de material: poli(ácido láctico) o PLA, un biopoliéster termoplástico derivado de recursos renovables como los residuos agrícolas, los cultivos no alimentarios o la caña de azúcar.

Aparte de algunas aplicaciones médicas (por ejemplo, los andamiajes tisulares), el uso del PLA es actualmente muy limitado, por ejemplo, los envases de baja demanda o los agrotextiles. Bio4self llevó el PLA al siguiente nivel de aplicación, como las piezas para la automoción y los electrodomésticos, al combinar dos tipos de PLA para formar los denominados compuestos autorreforzados de PLA (PLA SRPC).

Se requieren dos grados diferentes de PLA para producir SRPC: un grado de PLA de baja temperatura de fusión para formar la matriz y un grado de PLA de rigidez ultraalta y de alta temperatura de fusión para formar las fibras de refuerzo. Los dos grados de PLA seleccionados para Bio4self tienen una diferencia de temperatura de fusión de unos 20°C, lo que deja una ventana de procesamiento de temperatura suficiente. Las innovaciones de Bio4self superan varios desafíos relacionados con la producción de PLA SRPC: formulación de un grado de PLA resistente a la humedad; extrusión por fusión de fibras de refuerzo de PLA de rigidez ultraalta; desarrollo de procedimientos de fabricación (consolidación y termoformado) para producir el material SRPC de mayor rendimiento; escalado industrial de la producción.

Como resultado, el PLA SRPC desarrollado en Bio4self cumple con los requisitos de los compuestos de polipropileno autorreforzado (PP) comerciales actuales. Los compuestos PLA autorreforzados de tejido 0/90 tienen una rigidez de 4 GPa, que es comparable a la rigidez alcanzada por el PP autorreforzado, pero el PLA SRPC tiene la ventaja de utilizar materiales renovables con una mejor perspectiva al final de su vida útil.

DEPORTES Y SALUD FMC PARA LA PLACA DE DESLIZAMIENTO DE CARBONO KTM

Nominado al JEC Innovation Award: KTM-Technologies GmbH (Austria)

Colaboradores asociados: KTM-Technologies GmbH (Austria), Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites GmbH (Alemania)

La primera placa de deslizamiento de material compuesto estructural producida utilizando un híbrido de FMC/NCF/elastómero. Esta línea de producción directa con un proceso de un solo paso permite la mejor adaptación del producto al mercado en la producción en serie en términos de propiedades y costes.

Beneficios clave:

Nuevo aspecto con el mejor ajuste al mercado de productos en términos de propiedades y costes en comparación con las piezas actuales.

Creación de tarjetas de material para nuevas mezclas de materiales híbridos.

Pieza híbrida compleja fabricada con un proceso de un solo disparo que ahorra tiempo (< 4 min).

Reducción de las emisiones de CO2 gracias a la producción directa con un menor esfuerzo de transporte.

Fiable porque está calculado, probado y comprobado en un caso de uso de la vida real.

KTM-Technologies, Mitsubishi Chemical y KTM desarrollaron en poco tiempo y con éxito, para la producción en serie, una nueva plancha de carbono híbrida para motocicletas que se fabricó en un proceso de producción en serie de una sola pasada (tiempos de ciclo < 4 minutos). El aspecto del compuesto fue creado utilizando una masa de moldeado forjada en carbono (FMC) para la parte principal, fibras no onduladas (NCF) para refuerzos locales y elastómeros para amortiguación local.

Este nuevo proceso de ingeniería está abriendo horizontes dentro del mercado de los compuestos. La combinación de los materiales en un solo paso de proceso totalmente automatizado permite una nueva generación de estructuras compuestas sostenibles que ofrecen una gran libertad de diseño. La unión se realiza mediante una unión química directa entre diferentes termoestables y elastómeros sin necesidad de procesos de unión adicionales. Esta fácil producción también permite la fabricación de la mayoría de los materiales y piezas en un solo lugar, ahorrando así costes de transporte, emisiones y tiempo. Esta pieza híbrida con un aspecto renovador de carbono ofrece el mejor ajuste al mercado de productos en comparación con las actuales placas de deslizamiento fabricadas en aluminio, tejidos CFRP o materiales plásticos. Es tan ligera como una solución estándar de CFRP (más ligera que el plástico y el aluminio) pero un 50% más barata.

Las pruebas y el funcionamiento en la vida real han demostrado que las propiedades mecánicas también son mejores para esta aplicación. A partir de este nuevo material, se crearon datos para la simulación y desarrollo de otras piezas estructurales en el mercado. El resultado es una pieza estructural y compleja que satisface las necesidades del mercado ahorrando tiempo, costes y esfuerzos. Este nuevo círculo de sostenibilidad conduce a componentes estructurales con nuevas tarjetas de material, donde el uso reducido de fibra de carbono unidireccional ayuda a ahorrar energía drásticamente, por ejemplo, sin necesidad de un patrón exacto. La fibra de carbono utilizada se reciclará en vellón o refuerzo de fibra corta para materiales termoplásticos. Esta innovación combina un nuevo diseño compuesto, un paquete de soluciones eficiente y una tecnología de producción en serie innovadora.

DEPORTES Y SALUD ASA DE FIBRA DE CARBONO PARA PERROS GUÍA

Nominado al JEC Innovation Award: Refitech Composites (Países Bajos)

Colaborador asociado: NPK Design (Países Bajos)

Asa ligera de fibra de carbono para perros guía que sustituye a la versión antigua de metal.

Beneficios clave:

Un 50% más ligera que la versión metálica.

Mejora de la sensación y, por lo tanto, del desplazamiento por obstáculos y tráfico.

Mejora la rigidez del asa y el montaje del arnés.

Encaja en su lugar con un "clic" claramente audible.

Más fácil de localizar mientras "flota" sobre la espalda del perro.

El asa se fabrica utilizando un material preimpregnado en un proceso de autoclave de molde cerrado con bolsa de vacío. Su pequeño tamaño la hace difícil de producir. Los insertos se pegan después del proceso de producción.

DEPORTES Y SALUD PREIMPREGNADO TORAYCA® ET40 CON FORMABILIDAD SUPERIOR

Nominado al JEC Innovation Award: Industrias Toray, Inc. (Japón)

Colaboradores asociados: Honma Golf Co. (Japón), Suzuki Motor Corporation (Japón)

El preimpregnado TORAYCA® ET40 alcanza niveles superiores de formabilidad con formas complejas, manteniendo al mismo tiempo propiedades mecánicas equivalentes a las del preimpregnado convencional de fibra continua UD.

Beneficios clave:

Extensible y transformable.

Módulo equivalente y 80% de resistencia del preimpregnado UD.

Moldeado en una sola operación y curado rápido.

Formación de múltiples nervaduras desde el laminado plano en el moldeado por compresión.

Excelente caída similar a la de los tejidos utilizados en los procesos de preformado.

El preimpregnado UD, al integrar fibras alineadas unidireccionalmente con cantidades mínimas de resina, mejora las características de ligereza, resistencia y resistencia al óxido de la fibra de carbono. Sin embargo, cuando se fabrican formas complejas, su formabilidad limitada puede generar varios defectos, como arrugas, vacíos y áreas ricas en resina debido al puenteado de la fibra en las esquinas.

Una manera de mejorar su formabilidad es usar tela tejida. La desventaja del tejido es que sus propiedades mecánicas y la planitud de la superficie son inferiores a las que ofrece el preimpregnado UD. Otra técnica consiste en el uso de bolas de fibra de carbono en el moldeado por inyección y compuestos de moldeado en láminas. Este método es capaz de fabricar formas complejas como formas convexas y cóncavas afiladas. Sin embargo, la fracción de volumen de fibra de las piezas fabricadas con esta técnica es inferior a la del preimpregnado UD y sus propiedades mecánicas son insuficientes debido al uso de fibras precortadas.

El preimpregnado extensible y transformable TORAYCA® ET40 ha sido desarrollado para ofrecer un producto innovador que combina simultáneamente altas propiedades mecánicas y una excelente formabilidad. Tiene las ventajas del preimpregnado UD sin el compromiso habitual entre las propiedades mecánicas y la formabilidad. El preimpregnado TORAYCA® ET40 se realiza introduciendo rendijas en un preimpregnado UD de forma controlada, creando un tipo de material SMC unidireccional en el que los haces de fibras se colocan regularmente en la misma dirección. Esto permite un flujo constante y regular de los paquetes durante el proceso de moldeado y, por lo tanto, da lugar a la posibilidad de darle formas complejas, como nervaduras y embutición profunda, al tiempo que se mantiene una estructura laminada homogénea debido a su naturaleza extensible y transformable.

Como resultado de patrones de corte específicos, ET40 puede lograr una apariencia de superficie equivalente, un módulo y más del 80% de la resistencia del preimpregnado UD.

IMPRESIÓN 3D CFAM PRIME

Nominado al JEC Innovation Award: CEA (Países Bajos)

Colaboradores asociados: Comisión Europea (Bélgica), Poly Products (Países Bajos), Royal Roos (Países Bajos), Siemens Nederland N.V. (Países Bajos)

Una máquina de fabricación aditiva que puede producir objetos termoplásticos grandes y complejos reforzados con fibra (2x4 x 1,5) de forma rápida (rendimiento medio de 15 kg/h) utilizando fibra de vidrio o de carbono continua.

Beneficios clave:

Mayor funcionalidad del producto, formas complejas.

Tiempos de entrega más cortos, reducción de los pasos del proceso.

Costes reducidos, menos mano de obra.

La impresora CFAM Prime 3D, donde CFAM significa Continuous Fibre Additive Manufacturing, es una nueva tecnología de impresión 3D que combina la extrusión de gránulos con filamentos de fibra preimpregnados para imprimir componentes termoplásticos reforzados con fibra. La extrusora está diseñada para procesar prácticamente todos los termoplásticos (temperatura máxima 400°C).

CEAD probó varios termoplásticos como PETG, PP, PPS, ABS, PC, PB y PEEK, en los que algunos de estos gránulos ya constan de un porcentaje de fibras cortas. Las fibras continuas son preimpregnadas con los termoplásticos utilizados para la aplicación. Así, CEAD produce su propio filamento de fibras continuas impregnadas con el termoplástico requerido, muy similar a las cintas UD actualmente utilizadas. El cabezal de impresión puede combinar los termoplásticos fundidos con las fibras preimpregnadas continuas e imprimir el material compuesto.

Este procedimiento es único y patentado. La máquina puede funcionar durante 24 horas sin operario. Está completamente cerrada, con un sistema de control de temperatura de circuito cerrado y un sistema de enfriamiento dedicado. Esto hace de CFAM Prime una máquina de producción dedicada que ofrece un control total sobre la calidad del objeto impreso.

IMPRESIÓN 3D ESTRUCTURA INTERNA DE LA VIGA OPTIMIZADA E IMPRESA EN 3D

Nominado al JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (República Checa)

Colaborador asociado: Universidad Técnica Checa de Praga (República Checa)

Diseñado para la automatización y estructuras dinámicas de máquinas. Optimizado pensando en la capacidad de fabricación. Estructura interna impresa en 3D diseñada para mejorar las propiedades estáticas y dinámicas de las vigas de CFRP.

Beneficios clave:

Mejora del rendimiento dinámico de las estructuras de las máquinas.

Diseño globalmente óptimo del mínimo peso de la estructura interna.

Limitación de la inestabilidad de las paredes de los materiales compuestos de paredes delgadas.

Baja necesidad de intervenciones humanas durante el diseño y la fabricación.

Aumento de la competitividad de los costes.

Las estructuras de las máquinas herramienta de materiales compuestos y de los bastidores de automatización son laminados de carbono de pared delgada con fibras de grafito colocadas axialmente. Diseñados para una máxima rigidez a la flexión y una alta frecuencia natural manteniendo un bajo peso, sufren de inestabilidad de la pared bajo condiciones de cizallamiento y pandeo. Limitar esta inestabilidad mediante láminas adicionales conduce a un aumento significativo del peso estructural. También se utilizan estructuras internas de carbono con un soporte de espuma de alta densidad para la fabricación y la forma de sección. Esto requiere mucha mano de obra y supone un elevado tiempo y coste de procesamiento. Se necesita una mejor solución de diseño para que las estructuras sean más eficientes y ligeras.

Para resolver este problema, se ha adoptado un enfoque de optimización topológica con el fin de desarrollar la distribución y las secciones transversales óptimas de una estructura de vigas internas en forma de celosía. La salida de optimización de elementos de celosía modulares no distribuidos uniformemente se exportaba automáticamente para la producción mediante la fabricación aditiva. Actualmente, las estructuras se imprimen en 3D mediante la deposición de capas de ABS (acrilonitrilo butadieno estireno). El objetivo final es producir la estructura interna 3D a partir de fibras de carbono continuas saturadas con una resina epoxi termoplástica.

La estructura interna está diseñada principalmente para mejorar la respuesta mecánica a las cargas operativas. También tiene que resistir el proceso de producción. Esta estructura interna proporciona una conexión rígida con un mandril de acero que se retira después del curado. Esto es importante, ya que las fuerzas de torsión y flexión durante el proceso de tendido de la fibra pueden afectar a la precisión de la tolerancia de sección y agotarse en la fase final de prensado de precisión. Esto puede reducir el mecanizado y los costes. La estructura interna también está diseñada para soportar un conjunto de cargas y esfuerzos creados durante el proceso de moldeado por compresión dentro de un requisito de deflexión establecido.

Durante el paso de prensado, la resina se cura antes de ser liberada de la prensa cuando se produce el poscurado.

IMPRESIÓN 3D CONTINUOUS-FIBRE 3D PRINTING

Nominado al JEC Innovation Award: Continuous Composites (EE. UU.)

Colaboradores asociados: Laboratorio de investigación de la Fuerza Aérea (EE. UU.), FCA / Comau (EE.UU.), Lockheed Martin (EE. UU.), Siemens (EE. UU.)

La impresión 3D de fibra continua (CF3D™) combina materiales compuestos con un proceso de impresión en 3D, creando un proceso fuera de autoclave sin moldes. El resultado es una reducción drástica de los costes y de los plazos de entrega.

Beneficios clave:

Elimina los costosos equipos de capital como moldes, autoclaves y hornos.

Automatiza la colocación de la fibra y elimina la costosa mano de obra.

Aprovecha el bajo coste y el alto rendimiento de la fibra seca impregnada in situ.

Permite cambios de diseño sobre la marcha y diseños complejos con composites.

CF3D™ puede imprimir directamente la funcionalidad en piezas de composite.

La tecnología patentada CF3D™ es un proceso revolucionario de fabricación de materiales compuestos. En lugar de utilizar costosas fibras preimpregnadas, las fibras continuas secas de alto rendimiento (AS4, IM7, T1100, etc.) se impregnan con un termoestable de curado rápido dentro del cabezal de impresión. El cabezal está conectado a un robot industrial controlado por el software CF3D™ de la empresa. La fibra totalmente impregnada pasa a través del cabezal de impresión, donde, tras su descarga, una fuente de energía de alta intensidad (por ejemplo, rayos UV, calor, etc.) se dirige a la fibra húmeda, curando la fibra o fibras instantáneamente y dando como resultado una verdadera pieza compuesta en 3D. Como resultado de la curación de la fibra inmediatamente después de su descarga, la tecnología CF3D™ no requiere moldes ni otros materiales de soporte.

Esto permite que los cambios de diseño sobre la marcha, la reducción de los plazos de entrega y los diseños complejos se impriman con materiales compuestos resistentes y ligeros. CF3D™ no se limita a apilar laminados 2D y puede imprimir fibras desde el plano XY en dirección Z. Esto abre posibilidades de diseño y permite la optimización del recorrido de la carga mediante la impresión discreta de fibras en la dirección de las principales tensiones y esfuerzos. Múltiples piezas pueden ahora convertirse en piezas únicas, reduciendo las sujeciones y haciendo que las piezas sean más ligeras y eficientes.

El proceso CF3D™ reduce el trabajo manual intensivo y elimina la necesidad de costosos equipos de capital como autoclaves y hornos, reduciendo aún más los costes y las barreras de entrada para la fabricación de piezas de composite. Las piezas de CF3D™ también tienen forma de red impresa, lo que elimina el desperdicio de material y reduce aun más los costes. Dado que CF3D™ utiliza fibras secas e impregna in situ, el coste de los materiales utilizados en el proceso es exponencialmente (+50x) inferior al de los preimpregnados, que se utilizan habitualmente en las técnicas tradicionales de fabricación de materiales compuestos. CF3D™ puede imprimir tanto fibras estructurales (por ejemplo, carbono, Kevlar, etc.) como fibras funcionales (por ejemplo, fibra óptica, alambre metálico, etc.).

TRANSPORTE TERRESTRE SOPORTE DEL ASIENTO DEL TREN A PARTIR DE UN PREIMPREGNADO DE BASE BIOLÓGICA

Nominado al JEC Innovation Award: Composites Evolution Ltd. (Reino Unido)

Colaboradores asociados: Bercella SRL (Italia), Composites Evolution Ltd. (Reino Unido), Element Materials Technology (Reino Unido)

Un soporte de asiento de tren en voladizo, ligero y resistente al fuego, fabricado con un compuesto de preimpregnado de biorresina reforzado con fibra de carbono.

Beneficios clave:

Ligero: el soporte de dos asientos pesa menos de 5 kg.

Resistente al fuego: cumple con el Nivel de Peligro (HL) 3 de la norma contra incendios EN45545.

Montaje en pared (en voladizo) para facilitar el acceso a los suelos de los carros.

Ecológico: la resina de PFA es a base de agua y 100% bioderivada.

Baja toxicidad: sin compuestos orgánicos volátiles peligrosos.

Composites Evolution, Bercella y Element Materials Technology han completado con éxito el desarrollo y ensayo de un soporte en voladizo de material compuesto ligero para asientos de pasajeros. Los soportes en voladizo de los asientos, que se montan en la pared de un vagón de tren, ofrecen una serie de ventajas sobre los asientos de pasajeros convencionales montados en el suelo, entre las que se incluyen un mejor acceso para la limpieza del suelo y el almacenamiento de equipaje debajo de los asientos.

La estructura de material compuesto ligero también ofrece ventajas en términos de reducción del consumo de energía del tren y de las cargas sobre los ejes (menos daños en la vía). El componente permite el montaje de dos asientos uno al lado del otro. El soporte del asiento, que mide 1 metro de largo pero pesa menos de 5 kg, ha superado una amplia gama de pruebas realizadas por Element. La evaluación incluyó cargas estáticas, ciclos de fatiga y ensayos de incendio según EN 45545 conforme a los requisitos de los clientes de Bercella. En cuanto a la resistencia al fuego, el soporte del asiento cumple el requisito más estricto, el nivel de peligro (HL) 3, de la norma EN 45545. Fue fabricado por Bercella utilizando el preimpregnado Evopreg PFC de Composites Evolution con un refuerzo de fibra de carbono de alta resistencia.

Evopreg PFC se especificó para esta aplicación debido a su excelente comportamiento ante el fuego, baja toxicidad y excelentes credenciales ambientales. La resina base de alcohol polifurcado es 100% bioderivada, proporcionando así una alternativa más segura y sostenible a los fenólicos tradicionales por un coste y rendimiento equivalentes. La producción de composites que son estructurales y altamente resistentes al fuego es a menudo un reto. En esta aplicación, el preimpregnado de biorresina de Composites Evolution ha permitido a Bercella ofrecer a sus clientes lo mejor de ambos mundos.

TRANSPORTE TERRESTRE REMOLQUE FRIGORÍFICO DE MATERIAL COMPUESTO ESTRUCTURAL MOLDEADO

Nominado al JEC Innovation Award: Saertex GmbH & CO KG (Alemania)

Colaboradores asociados: Nippon Electric Glass Co. (Japón), Structural Composites, Inc. (EE. UU.), Wabash National Corporation (EE. UU.)

Un remolque frigorífico de compuesto estructural moldeado, que ofrece un ahorro de peso del 20% y un rendimiento térmico mejorado del 28%, fabricado en serie.

Beneficios clave:

Sus propiedades de ligereza reducen el peso hasta en un 20%.

La resistencia estructural elimina la necesidad de metal o madera.

Doble de resistencia a la perforación sobre las opciones tradicionales.

Mayor vida útil del producto .

Aumenta el rendimiento térmico hasta en un 28%.

Las paredes convencionales de los remolques se construyen con una estructura de espuma con una piel exterior de aluminio remachada a postes de aluminio con insertos de madera y un revestimiento termoplástico. El nuevo enfoque de los compuestos estructurales moldeados aborda los retos a los que se enfrentan estos transportadores refrigerados desde hace años: eficiencia térmica, resistencia, peso y longevidad.

El compuesto estructural moldeado está hecho con un núcleo de espuma de alta eficiencia, encapsulado en una carcasa de telas impregnadas de polímeros de alto rendimiento no onduladas y cubiertas con un gelcoat protector. Esta química única proporciona una solución que puede ofrecer nuevos niveles de eficiencia y un mayor retorno de la inversión.

TRANSPORTE TERRESTRE ACCUM: CATENARIA UNIVERSAL DE MATERIAL COMPUESTO EN VOLADIZO

Nominado al JEC Innovation Award: Stratiforme Industries (Francia)

Colaboradores asociados: Armines Douai, (Francia), CEF Centre d'essais ferroviaires (Francia), SNCF Réseau (Francia)

ACCUM es una catenaria universal de material compuesto en voladizo validada desde 750 V hasta 25 kV y adecuada para todos los perfiles de vía estándar y específicos, diseñada para facilitar el suministro, la instalación y el mantenimiento.

Beneficios clave:

Reducción drástica de los tiempos de instalación y mantenimiento.

Se puede utilizar con líneas de 750 V a 25 kV, en todos los puntos estándar y específicos.

Aumenta la fiabilidad del sistema al eliminar los aislantes de vidrio y cerámica.

Premontado por Stratiforme Industries y entregado listo para el montaje.

El número de componentes se redujo a más de 10 piezas frente a más de 100 piezas.

Stratiforme Industries mejoró las propiedades dieléctricas y mecánicas internas del material compuesto para llevarlo a un nivel nunca antes alcanzado con un componente SMC, a través de pruebas específicas, revestimiento y un inteligente diseño universal. La parte SMC ha sido sometida a pruebas exhaustivas en colaboración con SNCF (eléctrica) y ARMINES (mecánica) durante 10 años con el fin de demostrar su importancia para su uso como aislante autónomo en sistemas de catenaria de múltiples tensiones (750 V a 25 kV).

El diseño de la pieza evolucionó a través de este proyecto de 10 años, comenzando desde las piezas RTM y de infusión hasta un proceso SMC de alta productividad para la versión final, beneficiándose de un diseño universal (la pieza SMC es común a todas las versiones ACCUM).

Se desarrollaron y probaron diferentes revestimientos de protección ambiental en vías con el apoyo del centro de pruebas CEF. Más de 100 prototipos se encuentran actualmente en pistas de pruebas en Francia.

INDUSTRIA Y EQUIPAMIENTO LÍNEA DE FABRICACIÓN DE COMPUESTOS DIGITALES

Nominado al JEC Innovation Award: Airborne (Países Bajos), SABIC (Países Bajos)

Colaboradores asociados: KUKA (Bélgica), Siemens (Países Bajos)

La línea de fabricación de compuestos digitales es una tecnología innovadora para la producción en masa que convierte las cintas de compuestos termoplásticos en laminados ligeros a alta velocidad y a un coste radicalmente inferior.

Beneficios clave:

Bajo coste: hasta un 50% menos de costes de conversión.

Flexible: puede producir diferentes diseños, se pueden añadir otras funcionalidades.

Alta calidad: conduce a una menor cantidad de chatarra y a un mayor rendimiento de la fabricación en las fases posteriores.

Totalmente digital: control adaptativo de procesos mediante análisis de datos y modelos avanzados.

Baja chatarra: la laminación en forma de red reduce el desperdicio y los costes.

Los compuestos termoplásticos son muy prometedores para la fabricación automatizada y rápida. Los pasos del proceso, como el lay-up, la consolidación y el recorte, suelen estar automatizados de forma individual. Sin embargo, para aprovechar al máximo el potencial de la tecnología, se ha desarrollado una línea de fabricación automatizada de extremo a extremo en la que se integran todos los pasos a través de una asociación entre Airborne (automatización de compuestos) y SABIC (ciencia de materiales), impulsada por Siemens (tecnología digital de fábrica) y KUKA (robótica de alta velocidad).

La tecnología se basa en tres sistemas principales:

1. Un front-end, donde las cintas UD son completamente inspeccionadas, laminadas y soldadas.

2. Un sistema de prensado, basado en tres zonas para la consolidación a alta velocidad con transferencia de producto totalmente automatizada y manipulación de placas de prensado y películas de desmoldeado.

3. Un back-end, donde los laminados se separan automáticamente de las placas de la prensa, se cortan y se inspeccionan al 100%. El frontal cuenta con un sistema de alimentación de alta velocidad único y patentado, que incluye la inspección de la calidad de la cinta (ancho, espesor y defectos de superficie), que puede manejar cintas UD frágiles. Los productos se fabrican en forma de red, minimizando así los desechos. Las cintas se pueden empalmar sobre la marcha, evitando paradas entre cambios de bobina. Los defectos que se detectan se cortan automáticamente a toda velocidad. El sistema de transporte de productos proporciona la máxima flexibilidad para añadir, por ejemplo, parches locales, sensores integrados u otros materiales híbridos. Los laminados se sueldan automáticamente para facilitar una manipulación robusta. La parte trasera recupera los laminados de las placas de la prensa y de los films separadores, que se reciclan de nuevo en la parte delantera. Los laminados se inspeccionan automáticamente para comprobar la estabilidad dimensional y los defectos de la superficie y luego se recortan. El control de línea es totalmente digital, con un control de proceso adaptativo basado en la retroalimentación directa de los sistemas QA/QC en línea. Se está construyendo un gemelo digital completo de la línea, que combina análisis de datos, aprendizaje de máquinas y modelos de procesos avanzados para proporcionar asesoramiento en línea y aumentar la producción.

INDUSTRIA Y EQUIPAMIENTO SISTEMA DE CONSOLIDACIÓN ULTRARRÁPIDO

Nominado al JEC Innovation Award: AZL AACHEN GMBH (Alemania)

Colaboradores asociados: AZL Instituto de RWTH Universidad de Aquisgrán (Alemania), Conbility GmbH (Alemania), Covestro Deutschland AG (Alemania), Engel Austria GmbH (Austria), Evonik Industries AG (Alemania), Fagor Arrasate S. Coop. (España), Faurecia Composite Technologies (Francia), Fraunhofer IPT (Alemania), Laserline GmbH (Alemania), Mitsui Chemicals Europe GmbH (Alemania), Mubea Carbo Tech GmbH (Austria), Philips Photonics (Alemania), SSDT Shanghai Superior Die Technology Co. (China), Toyota Motor Europe NV/SA (Bélgica)

Sistema de producción modular para la producción en serie de piezas brutas individuales a medida basado en un enfoque de flujo de piezas en combinación con la colocación de cintas termoplásticas asistida por láser con consolidación in situ.

Beneficios clave:

Producción en serie de laminados termoplásticos a medida: > 500 kg/hora.

Tiempo de ciclo < 5 segundos (estado del arte: varios minutos).

Utilización de la consolidación in situ: rápida, flexible y energéticamente eficiente.

Sistema de producción flexible y configurable con seguridad láser con principio de flujo de piezas.

Habilitación de nuevos modelos de negocio, como el refuerzo de estructuras para el moldeo por inyección.

Las últimas tecnologías de producción de laminados con cintas termoplásticas están limitadas en términos de productividad porque el principio de procesamiento basado en la mesa utiliza una mesa móvil o un sistema robótico en combinación con un sistema aplicador de colocación de cintas. Esto ofrece una flexibilidad muy alta, pero no es adecuado para la producción en masa.

La nueva máquina de consolidación ultrarrápida ofrece alta flexibilidad y producción en masa. Los laminados multicapa totalmente consolidados con diferentes direcciones de fibra y residuos minimizados (tailored blanks) se pueden producir por primera vez en tiempos de ciclo inferiores a 5 segundos, mientras que las máquinas más recientes necesitan varios minutos. Esto se logra mediante un nuevo principio de flujo de piezas que es de última generación en la industria de la impresión, pero que no se ha utilizado en la producción de materiales compuestos.

El principio de producción se basa en placas portadoras móviles (para el transporte de los laminados), que se mueven mediante un sistema de transporte y se alimentan a través de varias estaciones de aplicación. Cada estación de aplicación está equipada con innovadores casetes de aplicación estrechos para la colocación de cinta asistida por láser con corte y adición sobre la marcha. Los casetes de aplicación tienen un ancho de 50 mm y pueden procesar un ancho de cinta de 25 mm. También son posibles anchos de cinta más grandes, ya que los casetes del aplicador son escalables.

Los casetes en cada estación pueden ser reubicados en la dirección Y justo antes de que los portadores móviles sean alimentados a través de la estación de aplicación en la dirección X. Antes de cada estación, el portador puede girarse en un ángulo preciso para que cada estación de aplicación pueda procesar una dirección de la cinta (ángulo de fibra). El nuevo sistema de máquinas es modularmente escalable: se pueden añadir varias estaciones de aplicación (por ejemplo, para cada capa, una estación de aplicación para la producción en serie) o la máquina se puede configurar con una o dos estaciones de aplicación con un carrusel de transporte en el que los soportes se mueven varias veces a través de las estaciones de aplicación.

INDUSTRIA Y EQUIPAMIENTO HERRAMIENTA DE FRESADO Y PORTAHERRAMIENTAS DE MATERIAL COMPUESTO

Nominado al JEC Innovation Award: Compo Tech PLUS, spol. s r.o. (República Checa)

Colaboradores asociados: Hofmeister s.r.o. (República Checa)

Herramienta de fresado y portaherramientas fabricados con un material híbrido de acero compuesto, lo que reduce el peso y aumenta la velocidad y la precisión del mecanizado.

Beneficios clave:

Hasta un 40% de reducción de masa.

Reducción del ruido de alta frecuencia.

Ahorro de energía.

Mayor estabilidad, precisión y velocidad de mecanizado.

Rugosidad de la superficie mejorada.

El cabezal de fresado está formado por fibras de carbono y grafito enrolladas en una pieza de acero. El proceso de mecanizado y bobinado especialmente diseñado permite colocar la fibra sobre la compleja pieza de acero, que actúa como mandril. El modelado del patrón de bobinado de la pieza permite colocar las fibras con el espesor y la dirección requeridos de acuerdo con el diseño óptimo.

La parte de acero no se retira, sino que se utiliza en el montaje final para el acoplamiento, es decir, para conectar la herramienta al portaherramientas o el portaherramientas al propio husillo. También permite la fijación a los dientes de fresado. En algunos casos, se puede añadir un material de amortiguación adicional para obtener la solución óptima deseada. Después del bobinado, el curado se realiza a temperatura ambiente para reducir cualquier tensión térmica inducida en la pieza compuesta.

Durante el último paso de mecanizado, la pieza de acero compuesto se mecaniza en su forma y tolerancia finales.