es.wedoany.com Noticia: Alemania – Investigadores del Instituto de Investigación Textil (ITA) de la Universidad Técnica de Aquisgrán han desarrollado un proceso de bobinado por tracción asistido por inducción para la producción continua de tubos de material compuesto termoplástico. Este proceso combina el bobinado de fibras con la tecnología de consolidación en línea, utilizando hilos mezclados reforzados con fibra de carbono y termoplástico, para fabricar componentes tubulares ligeros con una estructura de fibra personalizada y alta rigidez torsional.
En comparación con los procesos termoendurecibles tradicionales, esta tecnología ofrece ventajas en términos de potencial de automatización, tiempo de ciclo, soldabilidad y reciclabilidad. El calentamiento por inducción proporciona una entrada de energía eficiente y localizada, lo que permite una integración compacta del proceso y una producción escalable. Este proceso es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren estructuras tubulares reforzadas con fibras y compatibles con una matriz termoplástica, con usos potenciales que incluyen sistemas de movilidad ligera, soportes industriales y marcos modulares que requieren una producción automatizada escalable.
Los tubos de material compuesto tradicionales suelen fabricarse con refuerzos tejidos, lo que genera puntos de cruce de fibras que pueden provocar concentraciones de tensión localizadas. El bobinado de fibras evita estos picos de tensión causados por los puntos de cruce al lograr una colocación continua de las fibras y orientarlas según los requisitos de carga torsional. El proceso de bobinado por tracción combina el principio de extrusión continua con el bobinado controlado de fibras: los hilos mezclados se enrollan en un mandril móvil en ángulos específicos, formando una estructura de trayectoria de carga que puede transmitir simultáneamente cargas de flexión y torsión. Al ajustar el ángulo de bobinado, se puede personalizar la respuesta estructural según la aplicación objetivo. Combinado con una matriz termoplástica, este proceso permite ciclos cortos, uniones soldables, una tolerancia al daño mejorada y reciclabilidad, lo que respalda estructuras ligeras eficientes y reparables.
Un desafío central en la fabricación de materiales compuestos termoplásticos es la introducción eficiente de energía térmica, ya que la viscosidad de la matriz termoplástica es mucho mayor que la de la matriz termoendurecible. Para abordar este problema, el ITA, en colaboración con IFF GmbH, ha desarrollado un concepto de molde asistido por inducción para la consolidación continua de perfiles termoplásticos bobinados. En el proceso, los hilos mezclados de PA6 reforzados con fibra de carbono se calientan directamente dentro del molde mediante inducción electromagnética, y el calor generado funde la matriz, logrando así la impregnación y consolidación en un entorno de fabricación continua. Esta investigación se basa en desarrollos previos del ITA de la Universidad Técnica de Aquisgrán en el bobinado por tracción asistido por inducción de tubos de material compuesto termoplástico.
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