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Calor de microondas para curar composites

Los composites de matriz polimérica (PMC) ligeros y fuertes se emplean con profusión en gran cantidad de industrias. Científicos financiados con fondos europeos trabajan en el desarrollo de una tecnología de producción más rápida y barata y que consuma menos energía.
Calor de microondas para curar composites
La producción en serie de piezas ligeras a un coste menor resulta fundamental en industrias como la de la automoción o en el sector ferroviario. Tanto más cuando las PYME dedicadas a la fabricación de PMC se enfrentan a una competencia cada vez mayor de países cuyos costes laborales son menores. Científicos financiados a través del proyecto europeo «Novel tooling for composites curing under microwave heating» (MU-TOOL) desarrollan técnicas de calentamiento por microondas que reduzcan el coste y el tiempo de procesado y el consumo de energía necesario.

Su interés se depositó en el empleo de una capa de absorción situada en la parte interna de una herramienta cerámica. El material cerámico es transparente a las microondas y permite que la energía alcance la capa de absorción, convirtiéndola en calor sin necesidad de calentar la herramienta al completo. El calor se transfiere a la pieza de composite para lograr un procesado más eficaz con menos emisiones. Para la herramienta se optó por la cordierita, una cerámica basada en alúmina, en función de criterios como el mecanizado y el coeficiente de expansión térmica (bajo para reducir la distorsión ante temperaturas elevadas). Para la capa de absorción se optó por emplear polvo de ferrita F100b.

Los socios del proyecto prueban distintas combinaciones de partículas de cordierita y ferrita en varias soluciones y sustancias químicas surfactantes y ensayan distintos sistemas de gelificación por congelación para formar las herramientas candidatas. En la actualidad se están ejecutando experimentos conducentes a optimizar la absorción de microondas y la consiguiente distribución de la temperatura y también otros sobre las propiedades mecánicas de la herramienta. El equipo investiga además la posibilidad de aplicar las ferritas por rociado térmico en la superficie cerámica.

Hasta la fecha se ha logrado modelar la cámara de microondas y obtener uniformidad en la radiación electromagnética en la cámara para curar las piezas de composite. En su demostración optaron por una pieza del fuselaje de una aeronave y una placa de freno de mano, y definieron los requisitos de las herramientas para ambas.

En MU-TOOL se han logrado importantes progresos hacia la fabricación de una tecnología de curado por microondas eficaz y rentable desde el punto de vista energético de utilidad en piezas de composite para el sector del transporte. La reducción de los costes y del tiempo de producción influirá positivamente en las múltiples PYME europeas que producen piezas de PMC. La disminución del consumo energético provocará que el impacto ambiental de los procesos sea menos intenso, tal y como pretenden la Unión Europea, sus fabricantes y sus consumidores.

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