Los tejidos de punto irrumpen en el campo de los materiales compuestos
Los materiales compuestos reforzados con fibras con matriz de polímero termoplástico resultan muy adecuados para los sectores del transporte y la energía. Hasta la fecha, la fabricación de este tipo de compuestos ha consistido en unir una serie de piezas básicas para conseguir otra compleja, lo cual por un lado es laborioso y toma tiempo, y por otro lado puede dar lugar a fallos estructurales. En el marco del proyecto MAPICC 3D (One-shot manufacturing on large scale of 3D up graded panels and stiffeners for lightweight thermoplastic textile composite structures), financiado por la UE, se desarrolló un proceso de fabricación de preformas tridimensionales en un solo paso que elimina todos esas operaciones de unión y reduce por tanto el tiempo de producción. En concreto, este proceso automatizado permite fabricar piezas a partir de fibras compuestas, como la fibra de vidrio, y elaborar formas complejas. A diferencia de la tecnología tradicional empleada para fabricar piezas en materiales compuestos, el tejido de punto tridimensional de compuestos es capaz de proporcionar directamente de máquina piezas que no requieren corte ni unión. Este concepto innovador de MAPICC 3D permite dirigir las fibras con precisión en tres dimensiones de forma totalmente entrelazada para ajustar las propiedades mecánicas a medida. Sus herramientas de modelización permiten predecir las propiedades finales de las preformas en 3D y los materiales compuestos, lo cual facilita el diseño de productos finales personalizados. Además, la integración de sensores, tubos o hilos permite garantizar un buen control de la calidad de las preformas durante la fabricación o monitorizar la integridad del material compuesto durante su utilización. Los miembros del proyecto desarrollaron un sistema de fabricación automatizado y adaptable, altamente eficiente, para producir grandes volúmenes de preformas textiles. Los compuestos tejidos en punto combinan la inserción de trama, la inserción de urdimbre y las técnicas del tejido de punto para crear estructuras de punto tridimensionales reales. Con el propósito de demostrar la viabilidad de este proceso productivo, los miembros de MAPICC-3D desarrollaron varios prototipos relacionados con la industria automovilística y otros sectores. Volvo sustituyó la placa del asiento del conductor de un camión propio por una pieza de fibra de vidrio tejida en punto; Coexpair desarrolló una estructura de material compuesto en forma de «F» utilizando para ello fibras de carbono tejidas; y Finieris fabricó tablero contrachapado de altas prestaciones a partir de fibra de vidrio y un panel sándwich de polipropileno compuesto. La tecnología textil de MAPICC-3D aumenta la productividad en un treinta por ciento en comparación con la tecnología tradicional de preformas bidimensionales y promueve la fabricación de compuestos de bajo coste. Se prevé que el desarrollo de materiales compuestos ligeros con mejores propiedades mecánicas permita sustituir las estructuras metálicas en los sectores automovilístico, ferroviario y energético.
Palabras clave
Tejido de punto, compuesto tejido tridimensional, termoplásticos, MAPICC 3D, ligero, preformas tridimensionales
