En aplicaciones donde el consumidor es el usuario final, los materiales compuestos suelen tener que cumplir ciertos requisitos estéticos. Sin embargo,materiales reforzados con fibrason igualmente valiosos en aplicaciones industriales, donde la resistencia a la corrosión, la alta resistencia y la durabilidad son los impulsores del rendimiento. #Manual de recursos#Función#Subir
Si bien el uso de materiales compuestos en mercados finales de alto rendimiento, como el aeroespacial y el automotriz, ha atraído la atención de la industria, la mayoría de los materiales compuestos consumidos se emplean en piezas de bajo rendimiento. El mercado final industrial se enmarca en esta categoría, donde las propiedades del material suelen priorizar la resistencia a la corrosión, la resistencia a la intemperie y la durabilidad.
La durabilidad es uno de los objetivos de SABIC (con sede en Riad, Arabia Saudita), cuya planta de fabricación op Zoom se encuentra en Bergen, Países Bajos. La planta inició operaciones en 1987 y procesa cloro, ácidos fuertes y álcalis a altas temperaturas. Este es un entorno altamente corrosivo, y las tuberías de acero pueden fallar en tan solo unos meses. Para garantizar la máxima resistencia a la corrosión y fiabilidad, SABIC seleccionó desde el principio tuberías y equipos de plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Las mejoras en los materiales y la fabricación a lo largo de los años han dado lugar al diseño de piezas compuestas. Su vida útil se ha ampliado a 20 años, eliminando así la necesidad de reemplazos frecuentes.
Desde el principio, Versteden BV (Bergen op Zoom, Países Bajos) utilizó tuberías, contenedores y componentes de PRFV fabricados con resina de DSM Composite Resins (ahora parte de AOC, Tennessee, EE. UU. y Schaffhausen, Suiza). Se instalaron en la planta entre 40 y 50 kilómetros de tuberías compuestas, que incluyen aproximadamente 3600 secciones de tubería de diferentes diámetros.
Dependiendo del diseño, tamaño y complejidad de la pieza, los componentes compuestos se producen mediante métodos de bobinado de filamentos o colocación manual. Una estructura típica de tubería consta de una capa interna anticorrosiva con un espesor de 1,0 a 12,5 mm para lograr la mejor resistencia química. La capa estructural de 5 a 25 mm proporciona resistencia mecánica; el revestimiento exterior tiene un espesor aproximado de 0,5 mm, lo que protege el entorno de la fábrica. El revestimiento proporciona resistencia química y actúa como barrera de difusión. Esta capa rica en resina está hecha de velo de vidrio C y estera de vidrio E. El espesor nominal estándar está entre 1,0 y 12,5 mm, y la relación máxima de vidrio/resina es del 30 % (en función del peso). En ocasiones, la barrera anticorrosiva se sustituye por un revestimiento termoplástico para demostrar una mayor resistencia a materiales específicos. El material del revestimiento puede incluir cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP), polietileno (PE), politetrafluoroetileno (PTFE), fluoruro de polivinilideno (PVDF) y etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE). Lea más sobre este proyecto aquí: “Tuberías resistentes a la corrosión de larga distancia”.
La resistencia, rigidez y ligereza de los materiales compuestos son cada vez más beneficiosas en el sector manufacturero. Por ejemplo, CompoTech (Sušice, República Checa) es una empresa de servicios integrados que ofrece diseño y fabricación de materiales compuestos. Está comprometida con aplicaciones avanzadas e híbridas de bobinado de filamentos. Ha desarrollado un brazo robótico de fibra de carbono para Bilsing Automation (Attendorn, Alemania) capaz de mover una carga útil de 500 kg. La carga y las herramientas de acero/aluminio existentes pesan hasta 1000 kg, pero el robot más grande, de KUKA Robotics (Augsburgo, Alemania), solo puede manipular hasta 650 kg. La alternativa de aluminio sigue siendo demasiado pesada, con una masa de carga/herramienta de 700 kg. La herramienta de CFRP reduce el peso total a 640 kg, lo que facilita la aplicación de robots.
Uno de los componentes de CFRP que CompoTech proporcionó a Bilsing es un brazo en forma de T (brazo en forma de T), que consiste en una viga en forma de T con un perfil cuadrado. Este brazo es un componente común en equipos de automatización, tradicionalmente fabricados en acero o aluminio. Se utiliza para transferir piezas de una etapa de fabricación a otra (por ejemplo, de una prensa a una punzonadora). El brazo en forma de T está conectado mecánicamente a la barra en T, y el brazo se utiliza para mover materiales o piezas sin terminar. Los recientes avances en fabricación y diseño han mejorado el rendimiento de los pianos en forma de T de CFRP en cuanto a características funcionales clave, siendo las principales la vibración, la deflexión y la deformación.
Este diseño reduce la vibración, la deflexión y la deformación en la maquinaria industrial, y ayuda a mejorar el rendimiento de los propios componentes y de la maquinaria que los integra. Lea más sobre el auge de CompoTech aquí: «Composite T-Boom puede acelerar la automatización industrial».
La pandemia de COVID-19 ha inspirado algunas soluciones interesantes basadas en materiales compuestos para afrontar los desafíos que plantea la enfermedad. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Canadá) se inspiró en la estación de pruebas de COVID-19 de policarbonato y aluminio diseñada y construida por el Hospital Brigham and Women's (Boston, Massachusetts, EE. UU.) a principios de este año. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Canadá) desarrolló su propia versión más ligera utilizando materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio.
La cabina IsoBooth de la compañía se basa en un diseño desarrollado originalmente por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard, que permite a los médicos permanecer de pie, separados de los pacientes, y realizar pruebas de hisopado con las manos enguantadas. El estante o bandeja personalizada frente a la cabina está equipada con kits de prueba, suministros y un tanque de toallitas desinfectantes para limpiar los guantes y las fundas protectoras entre pacientes.
El diseño de Imagine Fiberglass conecta tres paneles de visualización de policarbonato transparente con tres paneles de fibra de vidrio/poliéster de colores. Estos paneles de fibra están reforzados con un núcleo de panal de polipropileno, donde se requiere mayor rigidez. El panel compuesto está moldeado y recubierto con un gel coat blanco en el exterior. El panel de policarbonato y los puertos de los brazos se mecanizan en fresadoras CNC de Imagine Fiberglass; las únicas piezas que no se fabrican internamente son los guantes. La cabina pesa aproximadamente 40 kg, puede ser transportada fácilmente por dos personas, tiene 84 cm de profundidad y está diseñada para la mayoría de las puertas comerciales estándar. Para más información sobre esta aplicación, visite: "Los compuestos de fibra de vidrio permiten un diseño más ligero de banco de pruebas para la COVID-19".
Bienvenido al SourceBook en línea, que es una contraparte de la Guía del comprador de la industria de materiales compuestos SourceBook publicada por CompositesWorld todos los años.
El primer tanque de almacenamiento comercial en forma de V de Composites Technology Development Company anuncia el crecimiento del bobinado de filamentos en el almacenamiento de gas comprimido.