Procesos de molde cerrado

Procesos de molde
cerrado
Soluciones globales que marcan la
diferencia
Procesos de molde cerrado
Los procesos de molde cerrado
más corrientes son:
n
Infusión
RTM (Resin Transfert Moulding) (Moldeo por
transferencia de resina)
n
n
RTM-Light
A estos procesos se les llama de “molde
cerrado”, en oposición a los procesos de
“molde abierto” Hand Lay-Up (moldeo manual)
y Spray-Up (moldeo por proyección), debido a
que la resina no está en contacto directo con
el aire, sino que se procesa únicamente cuando
el molde está cerrado herméticamente, de
tal manera que no hay compuestos orgánicos
volátiles o estireno que sean liberados a la
atmósfera.
La compresión húmeda, el cual no es realmente
un proceso de molde cerrado, también se toma
en cuenta aquí debido a que tiene los mismos
requisitos de productos que los procesos RTM,
RTM-Light e Infusión.
comparación de procesos
Infusión
Compresión húmeda
RTM-Light
RTM
1 a 2 piezas/día
2 a 8 piezas/día
2 a 8 piezas/día
4 a 20 piezas/día
Tamaño y forma de la
pieza
Hasta 100 m2
Complejidad de baja a media
Hasta 15 m
Complejidad de baja
a alta
Hasta 75 m2
Complejidad de baja a alta
Hasta 15 m2
Complejidad de baja a alta
Apariencia de la
superficie de la pieza
Acabado en un lado
Acabado en ambos
lados
Acabado en ambos lados
Acabado en ambos lados
Moldes
Molde inferior con frecuencia
en el material compuesto
(composite)
Molde superior = film consumible
Composite
Composite
Composite o metálico
Índice de inversión
100
150
200
400 a 1000
Serie (para 1 turno)
2
Mercados finales que utilizan
procesos de molde cerrado
Los procesos de molde cerrado se utilizan en
diversas aplicaciones como palas de molinos
de viento, nautica, silos y tanques,
autobuses y camiones, etc.
Los procesos de molde cerrado se utilizan con frecuencia
en Europa y Norteamérica, se utilizan de forma limitada
en algunas potencias lationoamericanas y es poco
frecuente en el mercado asiático.
2
Asia
Latinoamérica
Europa
Norteamérica
Infusión
El proceso de infusión consiste en la impregnación
de una o varias capas de refuerzo colocadas en
un molde de material compuesto (composite) y
cubiertas herméticamente por un film usado como
molde superior. La resina se lleva por medio de vacío
hacia el refuerzo entre el molde y el film, y no entra
en contacto con el aire (proceso de “molde cerrado”).
Una vez que la resina ha curado, el film puede
retirarse.
Gama de productos OCVTM
para infusión
ECR20A y ECR70A son dos ejemplos de velos de
vidrio E-CR (20 g/m2 y 70 g/m2 respectivamente) los
cuales proporcionan una superficie uniforme en una
pieza moldeada por infusión.
Productos Multiconform®, Multimat® Lite y
Multicore®: son complejos tridimensionales hechos de
capas de refuerzo de fibra de vidrio en ambas caras y
de un núcleo sintético o un núcleo tejido de fibra de
vidrio + PE. Pueden usarse en la infusión cuando la
complejidad de la pieza es alta, o en áreas en las que
no es necesario un alto contenido de vidrio. También
son apropiados para estructuras sándwich en la versión
de una sola cara.
Los mats de filamento continuo ligados químicamente
Unifilo® U813, U816, U850, U852, U614 muestran una
gran permeabilidad (en el rango de 10-9 m2). Se utilizan
tanto como medio de flujo como material de refuerzo.
El Uniconform® es una manta de filamento continuo
suave y libre de ligante. Cuando se usa como un medio
de flujo superficial, muestra una alta permeabilidad
transversal.
Los productos combinados pueden estar hechos de:
. un Woven Roving tejido con filamentos cortados
para tratar en una unica capa la función mecánica
(Woven Roving) y la función cosmética (filamentos
cortados). FlowRoTM es el nombre de la marca
correspondiente disponible en los Estados Unidos.
. una manta multiaxial tejida con Unifilo® para tratar
en una unica capa la función mecánica y la función de
flujo de resina (manta Unifilo®). FlowTex® es el nombre
de la marca correspondiente disponible en los Estados
Unidos.
Los refuerzos utilizados en la infusión son
principalmente mats, unidireccionales, multiaxiales,
tejidos y Unifilo®, también se utilizan complejos
tridimensionales. Puede depositarse un medio de flujo
en la parte superior de las capas de refuerzo para
ayudar a la resina a fluir sobre la superficie antes
de que impregne las capas de profundidad. Para las
piezas de bajo espesor, el medio de flujo superficial
puede no ser necesario cuando la permeabilidad
en el plano del refuerzo es suficientemente alta. La
infusión permite hacer piezas muy grandes, como
cascos de barcos o palas de molinos de viento, con
un contenido de vidrio de hasta el 70%.
3
Los productos unidireccionales y multiaxiales permiten
lograr muy altos contenidos de vidrio, así como
propiedades mecánicas controladas por su orientación.
ELT 850, ELTM 600/300, EXB 602, EQX 1168 son
ejemplos de productos 0/90° o multiaxiales, con
filamentos cortados (chopped strand).
Carbonos: CBX 400 12k, R 400 C 12k son ejemplos
de productos provenientes de la gama completa de
refuerzos de fibra de carbono.
Los tejidos Woven Roving desde 200 g/m2 hasta
900 g/m2 permiten lograr un alto contenido de vidrio
altas propiedades mecánicas.
Fabricación de moldes de
materiales compuestos por infusión
Generalmente, los moldes de materiales compuestos
están hechos mediante el proceso Hand Lay-Up
(moldeo manual) y/o por proyección de una resina
altamente cargada. Los moldes también pueden
fabricarse por infusión, lo que permite lograr un
alto contenido de vidrio, rigidez, alta resistencia al
impacto y muy buen envejecimiento después de
numerosos picos exotérmicos repetitivos.
OCVTM ofrece una gama completa de productos
necesarios para fabricar moldes robustos y de
alta calidad por infusión:
La primera capa, empezando desde el modelo,
puede obtenerse por moldeo manual (Hand LayUp) de velos de vidrio ECR20 o ECR70 o mats
de filamentos cortados M113 100 g/m2 o 200 g/
m2, lo que permite lograr una buena apariencia
superficial.
A continuación, todas las capas estructurales
pueden ser moldeadas en una sola infusión,
desde un medio de flujo superficial removible,
una capa de mat Uniconform® y fibras tejidas o
capas de multiaxiales. El Uniconform® permite la
infusión fácil de 12 000 g/m2, por ejemplo, para
lograr un laminado de 17 mm de grosor con una
proporción de fibra de vidrio del 55%. En los
casos en que sea necesario obtener propiedades
mecánicas superiores, deben usarse productos
Woven Roving o multiaxiales.
Los productos de una sola cara Multicore® o
Multiconform® pueden usarse en el mismo paso
de infusión para las áreas sándwich, en las que los
soportes de espuma o madera contrachapada
aumentan la estabilidad dimensional y facilitan el
manejo del molde.
12 capas de Uniconform®
Manta de 1000 g/m2
Flujo frontal relativo de resina,
desde un medio de flujo superficial
Moldeo por transferencia de resina
El proceso de moldeo por transferencia de resina consiste
en la inyección de una resina en un molde cerrado en
el cual se han colocado una o varias capas de refuerzo
antes de cerrar el molde. La presión de inyección de la
resina varía desde varios bares hasta varias decenas
de bares, los moldes tienen que ser muy rígidos para
soportar la presión de inyección sin deformarse. Con
frecuencia, están hechos de acero o de aluminio, pero
también pueden estar hechos de materiales compuestos,
con un revestimiento metálico electrodepositado. Los
moldes son de temperatura controlada, lo que permite
acelerar el curado de la resina y reducir el tiempo del
ciclo. Puede ser necesario usar una alta capacidad de
presión para abrir y cerrar los moldes pesados. Por lo
general, la inyección se realiza desde un solo punto
central, aunque en el caso de piezas grandes o formas
complejas una mejor opción puede ser varios puntos
de inyección bien ubicados. Es necesario que el material
de refuerzo sea muy estable y resistente al “efecto de
Transfer Moulding - RTM
lavado” debido a la alta presión Resin
de inyección.
refuerzo
resina
El proceso de RTM permite usar resina cargada con
aditivos de baja contracción para lograr una excelente
apariencia de superficie de la pieza terminada.
4
Gama de productos OCVTM
para RTM
Los velos de vidrio ECR20A y ECR70A son dos ejemplos
de fibra de vidrio tipo E-CR no tejido que proporcionan una
superficie uniforme en una pieza moldeada por infusión. Sus
pesos son de 20 g/m2 y 70 g/m2 respectivamente (aunque
existen disponibles otros pesos de superficie) y ambos tienen
un ligante de baja solubilidad para evitar que la fibra se “lave”
durante la infusión.
El producto Multimat® es un complejo tridimensional con un
núcleo tejido de fibra de vidrio al 100% y filamentos cortados
tejidos en ambas superficies. Multimat® es una referencia
del mercado en términos de estiramiento y facilidad de
revestimiento del molde.
Los mats de filamento continuo ligado químicamente Unifilo®
U813, U816, U850, U852, U614 muestran una permeabilidad
sorprendente (en el rango de 10-9 m2). Se utilizan con
frecuencia como un refuerzo local para ayudar a que la resina
llene la cavidad del molde.
Los mats Unifilo® U720, U740 y U750 tienen un ligante
termoplástico que permite un preformado en caliente. Las
preformas de Unifilo® están muy bien adaptadas para RTM
de serie alta y pueden estar disponibles con un velo de vidrio
o velo superficial sintético para una perficial.
El Uniconform® es un mat de filamento continuo suave
y libre de ligante. Apropiada para formas de baja a media
complejidad, permite alcanzar un alto contenido de vidrio
(hasta del 55%). Es suave y muestra una buena apariencia de
superficie.
Los productos Woven Roving, unidireccionales y multiaxiales
también pueden usarse como refuerzos locales o piezas
estructurales.
RTM-Light
Gama de productos OCVTM
para RTM light
El proceso de moldeo por transferencia de resina
ligero consiste en la inyección de una resina en un
molde cerrado de material compuesto en el cual
se han colocado una o varias capas de refuerzo. El
cierre del molde puede realizarse mecánicamente o
por medio de vacío aplicado entre dos sellados en la
brida periférica del molde. Por lo general, la presión de
inyección es inferior a tres bares y, en la mayoría de los
casos, la resina empieza a llenar un canal periférico
antes de impregnar las capas de refuerzo, algunas
veces conectadas a otro puerto de vacío para ayudar al
flujo de resina. En ese caso, el proceso se conoce como
“RTM-Light asistido por vacío”.
Los velos de vidrio ECR20A y ECR70A de 20 g/m2
y 70 g/m2 respectivamente (otros pesos disponibles)
permiten obtener un mejor aspecto superficial.
El Multimat® es un complejo tridimensional 100% de
fibra de vidrio, que puede usarse para formas de alta
complejidad y requisitos de alto contenido de vidrio.
El producto Multimat®Lite es un complejo
tridimensional compuesto de un núcleo tejido ligero
hecho de fibra de vidrio y filamento de polietileno
tejido con capas de filamentos cortados en ambas
superficies. El Multimat® Lite no sólo tiene una
impresionante capacidad de expansión y de adaptación
a los moldes complejos, sino que también tiene una
extraordinaria resistencia a la compresión que permite
que la resina fluya.
El Multiconform® es un refuerzo trimdimensional
compuesto de Unifilo libre de ligante con un núcleo
de polipropileno no tejido. Es adecuado para piezas
de baja a media complejidad y muestra un excelente
acabado superficial.
La manta Multicore® es un complejo tridimensional
hecho de una capa externa de filamentos cortados
tejidos con un núcleo de polipropileno no tejido.
También está disponible con filamentos cortados en un
una cara únicamente, y es muy apropiada en ese caso
para las estructuras sándwich.
El Uniconform® es un mat filamento continuo libre de
ligante que se adapta a las aplicaciones de RTM-Light
debido a la necesidad de un alto contenido de vidrio
en una versión de alta permeabilidad.
El proceso RTM-Light puede usarse para fabricar
piezas pequeñas de materiales compuestos, como
cajas, asientos y bancos, cubiertas, suportes para
consola, etc., aunque también permite moldear
plataformas amplias si los moldes están bien
diseñados.
5
Compresión húmeda o Moldeo por
presión
Este proceso consiste en colocar una o varias capas
de refuerzo en la cavidad del molde, rociando
o vaciando resina sobre el molde y cerrándolo
mediante presión o a la mano a través de un vacío
periférico. La presión que el molde aplica sobre la
resina al cerrar hace que la resina fluya e impregne
los refuerzos.
Gama de productos OCVTM
para compresión húmeda
Los velos de vidrio ECR20A y ECR70A de 20 g/m2
y 70 g/m2 respectivamente (otros pesos disponibles)
permiten obtener un mejor acabado superficial.
El producto Multimat® es un complejo tridimensional
100% de fibra de vidrio, que puede usarse para formas
de alta complejidad y requisitos de alto contenido de
vidrio.
El producto Multimat®Lite es un complejo
tridimensional compuesto de un núcleo tejido ligero
hecho de fibra de vidrio y filamento de polietileno
tejido con capas de filamentos cortados en ambas
superficies. La manta Multimat® Lite tiene una
impresionante capacidad de expansión y de adaptación
a los moldes complejos.
La manta Multiconform® es un refuerzo tridimensional
hecho de ligante y capas externas de manta con
filamento continuo no tejido, así como de núcleo de
polipropileno no tejido. Es adecuada para piezas de baja
y media complejidad y muestra un excelente acabado
superficial.
El Multicore® es un complejo tridimensional hecho
de dos capas externas de filamentos cortados tejidos
con un núcleo de polipropileno no tejido. También
está disponible con filamentos cortados en una cara
únicamente, y es muy apropiada en ese caso para las
estructuras sándwich.
El Uniconform® es una mat de filamento continuo
libre de ligante que muestra una muy alta permeabilidad transversal en el proceso de compresión húmeda.
Puede comprimirse para lograr un alto contenido de
vidrio, pero mantiene un bonito acabado de la superficie gracias a su sizing de alta solubilidad.
Aplicaciones resistentes al fuego
OCV™ tienen una gama exclusiva de refuerzos de
molde cerrado hechos de fibras de vidrio únicamente,
sin núcleos sintéticos, que permiten lograr un alto nivel
de resistencia al fuego cuando se utilizan con una resina
apropiada. Los productos Woven Roving y multiaxiales
se utilizan para un alto contenido de vidrio y formas
simples, mientras que el Uniconform® y el Multimat®
son fáciles de adaptar en formas complejas. Tienen una
proporción de material sintético menor del 1% en peso
(sizing de fibra de vidrio hilos de coser) y proporcionan
un comportamiento óptimo en la prueba de resistencia
al fuego.
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Advantex® es la fibra de vidrio tipo E
más respetuosa con el medio ambiente
Fibra de vidrio tipo E tradicional
con boro
Fibra de vidrio Advantex® libre de
boro
Polvo
Polvo
100%
Uso de agua
C.O.D
100%
Fluoruros
75%
Uso de agua
75%
50%
50%
25%
25%
Nox
0%
C.O.D
Fluoruros
Nox
0%
La comparación
adjunta es la típica para
las conversiones en
plantas de OCVtm. Los
resultados reales varían
de una planta a otra.
Alto
Medio
Energia
VOC
Energia
Eficiencia de materia
prima
VOC
Eficiencia de materia
prima
Bajo
Huella
ambiental
Las empresas OCVTM producen fibra de vidrio Advantex®
n Con menor impacto ambiental:
. una fibra de vidrio sin boro
. una fibra de vidrio sin flúor
En la actualidad, la mayoría de los productos OCV™ se fabrican con fibra de vidrio Advantex®.
En nuestras fábricas, se están llevando a cabo programas de conversión constantes para que
todos nuestros productos se fabriquen con fibra de vidrio Advantex®. Éstos ayudan a reducir
continuamente el impacto ambiental causado por las emisiones a la atmósfera.
n
Su socio global para soluciones de
materiales compuestos
n
Instalaciones en 15 países por todo el mundo
n
Más de 9000 empleados
n
Más de 15 idiomas
n
39% de la facturación de Owens Corning
n
www.owenscorning.com/composites
7
Gama de productos OCVTM para procesos de molde cerrado - resumen
Peso de
superficie
(g/m2)
Anchura de
rollo (cm)
Infusión
RTM
RTM-Light
Compresión
húmeda
Fabricación de
herramientas
por infusión
Aplicaciones
resistentes
al fuego
Unifilo® U813, U816,
U850, U852, U614
225 a 900
50 a 300
Sí
Parche local
Parche local
Para forma simple
Sí
Dependiendo
del contenido de
ligante
Unifilo® U720, U740,
U750
300 a 900
50 a 300
/
Preformas
/
/
/
Dependiendo
del contenido de
ligante
Uniconform®
450 a 2400
125 o 250
Con medio de flujo
superficial
Sí
Sí
Sí
Con medio de flujo
superficial
Sí
Multiconform®
780 a 2050
125 o 250
Sí si no es necesario un
alto contenido de vidrio
Forma con
complejidad de baja
a media
Forma con
complejidad de baja
a media
Forma con
complejidad de baja
a media
Versión de un lado
para áreas sándwich
No
Multimat®
1100 a 2700
125 o 250
/
Sí
Sí
Sí
/
Sí
Multimat® Lite
735 a 2010
125 o 250
Sí si no es necesario un
alto contenido de vidrio
Sí
Sí
Sí
/
No
Multicore®
480 a 2050
125 o 250
Sí si no es necesario un
alto contenido de vidrio
Sí
Sí
/
Versión de un lado
para áreas sándwich
No
Woven Roving
200 a 900
125 o 250
Sí
Localmente
Localmente
Localmente
Sí
Sí
Combinación FlowRoTM
- FlowTex™
400 a 1500
125 o 250
Sí
Localmente
Localmente
Localmente
Sí
Sí
Unidireccionales y
multiaxiales
400 a 1600
125 o 250
Sí
Localmente
Localmente
Localmente
Sí
Sí
Carbonos
200 a 800
125 o 250
Sí
Localmente
Localmente
Localmente
Sí
Sí
C- o Advantex No
tejidos
20 y 70
5 - 210
Sí
Sí
Sí
Sí
Sí
/
®
Contactos:
www.owenscorning.com/composites
OWENS CORNING
COMPOSITE MATERIALS, LLC
ONE OWENS CORNING PARKWAY
TOLEDO, OHIO 43659
1.800.GET.PINK™
EUROPEAN OWENS CORNING
FIBERGLAS SPRL
166, CHAUSSÉE DE LA HULPE
B-1170 BRUSSELS - BELGIUM
+32 26 74 82 11
Owens Corning - OCV Asia Pacific
Shanghai Regional Headquarters
2F Olive LVO Mansion
620 Hua Shan Road
Shanghai China 200040
+86 21 62 48 99 22
OCV FABRICS US, INC.
43 BIBBER PARKWAY
BRUNSWICK, ME 04011
U.S.A.
+1 207 729 7792
OCV FABRICS belgium bvba
DRUKKERIJSTRAAT 9
B-9240 ZELE
BELGIUM
+32 52 45 76 11
OCV TECHNICAL FABRICS
2/F, NO. 68 TSO WO HANG
SAI KUNG, KOWLOON
HONG KONG
+852 9091 3534
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
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OWENS CORNING COMPOSITE MATERIALS, LLC
ONE OWENS CORNING PARKWAY
TOLEDO, OHIO, USA 43659
1-800-GET-PINKTM
www.owenscorning.com
Pub. N° 10011244.
Impreso en Francia con papel reciclado. Abril de 2009.
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una marca comercial registrada de Owens Corning.
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de un refuerzo. La información contenida en esta publicación se basa en datos reales de
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fiable, pero no garantizamos su aplicabilidad al proceso del usuario, ni asumimos ninguna
responsabilidad u obligación que surja de su uso o desempeño. El usuario acepta ser el
responsable de probar completamente cualquier aplicación para determinar su adecuación
antes de comprometerse con la producción. Es importante que el usuario determine las
propiedades de sus propios compuestos comerciales cuando use éste o cualquier otro
refuerzo. Debido a que numerosos factores afectan los resultados, no otorgamos garantía
de ninguna clase, expresa o implícita, incluyendo aquellas de comerciabilidad y adecuación
para un propósito particular. Las afirmaciones contenidas en esta publicación no deben ser
interpretadas como representaciones o garantías, ni como incentivos para infringir alguna
patente o violar algún código de seguridad legal o regulación de seguros.
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