fabricación de componentes estructurales para el sector aeronáutico con materiales compuestos de fibra de carbono y matriz termoplástica

• Autores: A. Vicente, L. Leal, J. Casado, S. Diez, A. de Benito
• Localización: Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, ISSN 0034-8708, Nº. 647, 2010, págs. 431-441
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En los últimos años, la utilización de materiales compuestos reforzados con fibra continua ha ido ganando aceptación en la industria debido a sus mejores propiedades mecánicas específicas con respecto a los metales. Dentro de la amplia familia de materiales compuestos, los composites avanzados de matriz termoplástica presentan atractivas ventajas con respecto a los de matriz termoestable: ciclos de fabricación más cortos que pueden redundar en una disminución de costes, la materia prima se puede almacenar indefinidamente en condiciones ambiente, permiten el reciclado y la obtención de uniones soldadas ypresentan una elevada tolerancia al daño debido ala alta tenacidad de las matrices termoplásticas con que se fabrican. La técnica de procesado más estandarizada para la transformación de los materiales compuestos de matriz termoplástica es el termoconformado de placas previamente consolidadas de espesor constante. El proceso convencional consiste en un calentamiento rápido mediante infrarrojos y un termoconformado empleando un útil rígido yuno flexible de silícona. No obstante, para aplicaciones estructurales dentro del sector aeronáutico es habitualmente interesante el diseño de componentes optimizados en peso con transiciones de espesores y por otro lado se requiere el uso matrices termoplásticas de alta temperatura como PEI, PPS y PEEK Que implican ciertas complicaciones en el proceso derivadas de su elevada temperatura de transformación y alta viscosidad. En el presente trabajo se analiza la complejidad del proceso de transformación de este tipo de materiales para el desarrollo de componentes estructurales con transición de espesores habituales en el sector aeronáutico

  • English

    In recent years, the use of continuous fiber reinforced plastics has gained acceptance in the industry due to its better specific mechanical properties with respect to metals. Within the broad family of reinforced plastics, thermoplastic matrix advanced composites have attractive advantages over those of thermoset matrix: shorter production cycles that can lead to reduced costs, raw materials can be stored indefinitely under ambient conditions, recycling, the possibility of welded joints and a higher damage tolerance due to the higher toughness of thermoplastic matrices. The more standardized processing technique for thermoplastic matrix composite materials is the thermoforming of pre-consolidated sheets with a constant thickness. Tl1e conventional process consists of an infrared rapid heating of these pre-consolidated sheets and thermoforming using a flexible rubber tool pressuring the sheet towards a rigid tool. However, for structural applications in the aeronautic sector, it is usually interesting the design of components optimized in weight with thickness transitions. On the other hand, it usually requires the use of high temperature thermoplastic matrices such as PEI, PPS and PEEK that involve certain complications in the process due to its high processing temperature and high viscosity. In this paper we analyze the complexity of the transformation process of such materials for the development of structural components with thickness transitions for the aircraft industry.