Los materiales compuestos de fibra, bajo control

El mundo de la tecnología del vacío
www.schmalz.com
Información de prensa
Octubre 2010
Los materiales compuestos de fibra, bajo control
Con un programa especial de ventosas, el fabricante de técnica de vacío Schmalz
contribuye a cerrar las lagunas de automatización existentes en la cadena de procesos
para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP).
Habida cuenta que los recursos de materias primas y energía son limitados, el tema de la construcción
ligera adquiere cada vez más importancia. Los propulsores de la innovación son la industria aerospacial y la
del automóvil, que con el uso de elementos de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) consiguen
reducir el peso y, así, el consumo de carburantes y las emisiones.
El CFRP tiene algunas ventajas en comparación con los materiales convencionales: es ligero pero con gran
capacidad de carga, dispone de gran rigidez y firmeza, es resistente a los ácidos, la corrosión y los cambios
de temperatura. Sin embargo, el CFRP es también difícil de procesar. Debido a los elevados tiempos de
fabricación y de ciclos que conlleva, los elementos de CFRP se han venido utilizando principalmente en
series pequeñas y en prototipos hasta ahora. Para poder fabricarlos también a gran escala de forma
económica, es imprescindible automatizar más los procesos de producción.
En el Resign Transfer Moulding (proceso RTM) textiles de CF moldeables se cortan de un rollo y se
procesan para convertirlos en premoldes (preforms). Seguidamente, se inyecta bajo presión resina especial
a los preforms y se endurecen. Aunque este proceso de fabricación de componentes de CFRP es más
barato que la producción en autoclave, sigue estando sujeto a numerosos pasos de trabajo manual. Para
cerrar lagunas de automatización en la fabricación de componentes de CFRP, el productor de técnica de
vacío J. Schmalz ha desarrollado ventosas especiales. Éstas son capaces de transportar materiales y
componentes de CFRP sin deteriorarlos y con seguridad de procesos en las distintas etapas del complejo
proceso de producción.
Del recorte al preform
Un primer paso en la automatización se da ya durante el corte de los productos semiacabados de fibra: los
recortes de una o varias capas se recogen de la mesa de corte y se apilan a modo de almacenamiento
intermedio. Lo decisivo en este paso de manipulación es que los textiles porosos no sufran deterioros, pero
sobre todo también que la delicada trayectoria de la fibra no se vea afectada.
Página 1 / 5
El mundo de la tecnología del vacío
www.schmalz.com
En el paso de proceso siguiente, se recogen los recortes clasificados y se apilan en capas para unirlos a
continuación y formar preforms. De especial importancia aquí es un posicionamiento exacto y un depósito
dinámico de los recortes. La solución para las difíciles tareas de manipulación en los pasos de proceso
citado la ha encontrado Schmalz con las ventosas especiales SCG (ventosas Composite de Schmalz) y
SNG (garras de aguja de Schmalz).
La ventosa Composite SCG es una unidad de agarre compacta, lista para enchufar, con generación de
vacío integrada. Su elevado flujo permite agarrar de forma segura los textiles porosos. La gran superficie de
ventosa con aberturas de aspiración yuxtapuestas exactamente definidas evita por un lado que se
produzcan deterioros en el recorte de CFRP y por otro lado permite un rápido establecimiento del vacío para
ciclos de manipulación dinámicos. Ideal: pese a su gran potencia, la SCG consume poco aire comprimido y
mantiene bajos los costes de servicio. La SCG se puede adquirir con superficies de ventosa de 40 y 60 mm
de diámetro y con integración axial o lateral de la ventosa.
La garra de aguja SNG se utiliza también para la manipulación de recortes de CFRP o de preforms de
CFRP porosos e inestables. El principio de agarre se basa en la extensión síncrona, de funcionamiento
neumático, de agujas. Las garras se extienden en sentido opuesto para generar la fuerza de sujeción
necesaria para sujetar el textil con seguridad. El retroceso de las agujas se realiza por fuerza de resorte o
por aire comprimido en función del modelo. Dependiendo del tamaño del recorte o del preform, se utilizan
SNG con 4, 12, 16 o 24 agujas. El grosor y la carrera de las agujas se pueden elegir en función de las
necesidades, p. ej., cuando se trata de la manipulación de recortes de una capa o de preforms de varias
capas.
Del preform a la pieza acabada
Después del proceso de premoldeado, el preform moldeado tridimensionalmente, compacto pero aún de
forma inestable, se saca de la herramienta y se lleva a la herramienta RTM. Tras la inyección de resina y el
endurecimiento al calor, el componente de CFRP aún caliente se saca de la herramienta. Uno de los
requisitos que debe cumplir el sistema de manipulación en estos pasos del proceso es que el contorno del
preform no se vea deteriorado. Además, la ventosa debe ser capaz de sujetar con seguridad el componente
de CFRP endurecido y, eventualmente, aún caliente, sin que sustancias que puedan afectar a la
humectación de la pintura dejen huellas en el proceso de pintura posterior.
Para los pasos de trabajo antes citados, Schmalz dispone de distintas ventosas en un programa altamente
especializado: La serie de ventosas planas SGPN dispone de un labio sellador plano, largo y saliente y un
apoyo en el interior de la ventosa. De este modo se evita que la ventosa "embuta" el material y que
provoque deformaciones permanentes en el preform.
Las ventosas planas PFYN generan una elevada fuerza de aspiración incluso con dimensiones reducidas y
son excelentes para la manipulación rápida de componentes planos y endurecidos de CFRP con superficie
lisa. Las ventosas PFYN se pueden adquirir también en un modelo especial antiestático.
Página 2 / 5
El mundo de la tecnología del vacío
www.schmalz.com
Las series de ventosas de fuelle FSG/FSGA y SAB no sólo se depositan suavemente sobre la pieza gracias
a sus buenas propiedades de amortiguación, sino que también se adaptan óptimamente a los componentes
de CFRP muy contorneados. La gran rigidez del pliegue superior de la ventosa y la gran carrera generan
una gran estabilidad con fuerzas horizontales y aceleraciones transversales. Cuando las ventosas de fuelle
se utilizan para la manipulación de preforms, el apoyo interior de la ventosa evita que se produzcan
deformaciones permanentes en el delicado contorno tridimensional.
Todas las ventosas se pueden adquirir de materiales distintos: De suave caucho natural adaptable (NK). De
caucho de silicona (SI), que se distingue por su resistencia al ozono, a los rayos ultravioletas y al calor.
Además, existen ventosas hechas de materiales resistentes a las altas temperaturas (HT1, HT2) que son
especialmente adecuadas para agarrar piezas aún calientes de la herramienta RTM y que están exentas de
substancias de silicona que puedan afectar a la humectación de la pintura. Si los componentes de CFRP se
pintan posteriormente, queda excluida la posibilidad de que las superficies se vean afectadas.
(6.834 caracteres incl. espacios)
Página 3 / 5
El mundo de la tecnología del vacío
www.schmalz.com
Pictures:
Picture 1:
End effector, Schmalz Composite Gripper SCG for damage-free
handling of CFRP pre-preg
Picture 2:
Schmalz Composite Gripper SCG: high volume flow for the
secure handling of porous CFRP textiles
Picture 3:
Schmalz Needle Gripper SNG-RV for handling CFRP cut pieces
and preforms
Picture 4:
Schmalz Needle Gripper SNG-RV: variable needle stroke for
handling one or several layers of CFRP cut pieces
Picture 5:
Flat suction pad PFYN: dynamic handling of CFRP finished parts
with a smooth surface
Página 4 / 5
El mundo de la tecnología del vacío
www.schmalz.com
Pictures: J. Schmalz GmbH
About the company
Schmalz is one of the leading providers of vacuum technology. They develop innovative automation,
handling and clamping solutions for customers in a wide variety of industries. Schmalz products are
deployed in a wide range of production processes: as grippers on robot arms in the production of auto
bodies, as clamping solutions for furniture parts in CNC machining centers or for manually lifting cardboard
boxes or solar modules. Schmalz is a strongly client-oriented company that is dedicated to groundbreaking
innovation, exceptional quality and providing a comprehensive consultancy service. In total, the company
employs more than 600 people at its headquarters in Glatten (the Black Forest, Germany) and at its 16
overseas branch offices.
Witten and edited by
Katrin Greiner
Contact for inquiries
J. Schmalz GmbH
Katrin Greiner
Marketing Communication
Aacher Str. 29, 72293 Glatten, Germany
Tel.: +49 7443 2403-506
Fax: +49 7443 2403-9506
[email protected]
www.schmalz.com
Additional press releases are available on our website
http://www.schmalz.com/aktuelles/presse/
Reprint free of charge – please forward copy
Página 5 / 5