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Advanced materials enabling HIgh-VOlume road transport applications of lightweight structural COMPosite parts

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Uso más intensivo de la fibra de carbono en coches

Un proyecto financiado por la Unión Europea ha profundizado en las tecnologías más punteras de materiales compuestos para dar un paso más hacia su producción en serie destinada a aplicaciones en automoción.

Tecnologías industriales

Aparte de su ligereza, que resulta favorable para la eficiencia en el consumo de combustible, los materiales compuestos de alto rendimiento para el sector del transporte deberían poder usarse en procesos de producción rápidos. En la actualidad, los volúmenes de producción suelen verse limitados a unos cientos o miles de unidades al año para aplicaciones aeroespaciales o relacionadas con vehículos deportivos. El proyecto HIVOCOMP (Advanced materials enabling high-volume road transport applications of lightweight structural composite parts) lo cambió todo al diseñar dos nuevos materiales de producción avanzada destinados a piezas de plástico reforzado con fibra de carbono para maletas y vehículos. El primer sistema desarrollado fue el de una matriz avanzada de materiales termoendurecidos de poliuretano que hizo gala de un mejor comportamiento mecánico y ciclos de inversión más reducidos que en el caso de la matriz de epoxi que se suele utilizar. El uso del poliuretano en sustitución de esta matriz convencional también permitió un curado rápido con una gran firmeza y una alta temperatura de transición vítrea. Las nanopartículas añadidas al poliuretano mejoró aún más el procesamiento (con una disminución de la viscosidad de la resina y de la cinética de la reacción) y también las propiedades térmicas y eléctricas. Los socios del consorcio crearon prototipos utilizando este nuevo material en partes estructurales de un vehículo, como por ejemplo el panel interior del capó, el panel posterior del asiento trasero y el pilar B situado entre las puertas delantera y trasera. Otra innovación de HIVOCOMP consistió en la hibridación de fibras de carbono con compuestos autorreforzados, como por ejemplo el polipropileno y la poliamida. HIVOCOMP recurrió a distintas estrategias para generar los dos materiales compuestos autorreforzados. En el primer caso, una pequeña cantidad de fibras de carbono bastó para aumentar la rigidez del material sin que perdiera firmeza. En el segundo, el empleo de mayores cantidades logró incrementar la firmeza manteniendo elevada la rigidez. El proceso de termoconformado permitió reducir el tiempo de fabricación. Los socios del proyecto consiguieron producir una maleta híbrida con compuestos autorreforzados que resultó ser un 10 % más ligera que las maletas de polipropileno actuales. Los materiales avanzados producidos en el marco del proyecto HIVOCOMP propiciaron la reducción de los ciclos de inversión, lo que permite soñar con una producción rentable y de gran volumen de piezas de plástico reforzado con fibra de carbono de alto rendimiento.

Palabras clave

Fibra de carbono, coches, material compuesto, transporte por carretera, plástico reforzado con fibra de carbono

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