Preparación cuidadosa del material

La polimerización in situ ofrece grandes posibilidades para la producción de componentes de plástico reforzados con fibras con matriz termoplástica de poliamida. La polimerización y el conformado se llevan a cabo de forma combinada sobre la base de tejidos de refuerzo secos, lo que permite disponer de procesos automatizados y de alta eficiencia para la producción en serie, por ejemplo, en la industria automotriz. Un elemento decisivo para la eficiencia del proceso y la calidad del producto es la unidad reactiva desarrollada por ENGEL específicamente para la preparación y la inyección de ε-caprolactama. Con el nuevo tamaño más reducido, ENGEL avanza de forma sistemática en la optimización de su unidad.

Con los dos tamaños disponibles a partir de ahora, ENGEL abarca un ámbito de aplicación aún más amplio y ofrece un apoyo continuado a sus clientes desde la fase de desarrollo de las piezas moldeadas y procesos hasta la producción en serie, pasando por el escalado de los procesos. La nueva unidad reactiva, de menor tamaño, es apropiada para un volumen de matriz de entre 10 y 600 cm³, por lo que ofrece una gran flexibilidad para la fabricación de componentes de prueba, probetas y componentes de hasta 1,5 kg de peso, sobre todo en plantas piloto. La segunda unidad, de mayor tamaño, es capaz procesar volúmenes de matriz de hasta 1500 cm³. Ambas unidades cuentan con un diseño muy compacto e integran el sistema de alimentación en su totalidad, reduciendo así la superficie necesaria para la instalación completa.

En la polimerización in situ —el proceso RTM termoplástico—, las preformas de fibra secas se infiltran directamente con la matriz reactiva en la cavidad del molde. La baja viscosidad de la ε-caprolactama fundida permite humedecer muy bien las fibras secas. En comparación con el RTM duroplástico, existe la posibilidad de utilizar trayectorias de flujo más largas y un mayor contenido de fibras. Con la polimerización de la ε-caprolactama en poliamida 6, se forma un compuesto con una capacidad de carga muy elevada que puede funcionalizarse por moldeo por inyección inmediatamente después de su fabricación, como parte del propio proceso.

Los pistones de inyección servoeléctricos han demostrado su eficacia en la inyección de componentes reactivos, ya que permiten un ajuste especialmente preciso del volumen de inyección, así como una inyección perfectamente sincronizada de ambos componentes. Se prescinde deliberadamente de la recirculación habitual en las unidades reactivas, puesto que se funde únicamente la cantidad de monómero que se va a procesar inmediatamente. Gracias a ello, los componentes reactivos cuentan con un tiempo de permanencia especialmente corto en la unidad, y no están sometidos a efectos de dispersión asociados al tiempo de permanencia, lo cual evita que el material sufra daños térmicos.

La unidad de ENGEL ofrece otra ventaja particularmente importante en la operación de plantas piloto y en la realización de ensayos que requieran cambios frecuentes de receta y lote: el material restante que haya en la instalación puede retirarse rápidamente, sin necesidad de lavar la instalación.

Para el suministro de componentes reactivos sólidos, se utilizan nuevos transportadores de husillo acoplados magnéticamente que aseguran una alimentación fiable y precisa de los materiales sólidos. Los acoplamientos magnéticos funcionan sin contacto y permiten sellar toda la descarga de la alimentación de material sin necesidad de piezas de desgaste.

El material sólido se dosifica y funde de manera continua dentro de los límites especificados por el usuario y, en la medida de lo posible, con independencia del proceso de inyección. Excepto en el momento de la alimentación del material, el almacenamiento y el transporte de los materiales sólidos se encuentran estrictamente separados, tanto térmica como físicamente, de la zona de fusión situada debajo. El vacío del material fundido se mantiene incluso mientras se rellena material en los tanques de almacenamiento, lo que redunda tanto en la fiabilidad del proceso como en la calidad del producto.

Los dos tamaños de la unidad reactiva de ENGEL pueden combinarse con las máquinas de moldeo por inyección ENGEL de todas las series. Las máquinas de moldeo por inyección con control CC300 pueden reequiparse con la unidad. La integración total del control garantiza que todo el proceso pueda controlarse de manera centralizada desde el panel de mando de la máquina. También existe la opción de utilizar la unidad reactiva como sistema independiente con su propio control CC300.

El ámbito de aplicación de la polimerización in situ abarca desde pequeños componentes con grosores de pared reducidos hasta componentes estructurales de gran tamaño sometidos a cargas elevadas, ya sea en la construcción ligera de automóviles, en la electrónica del automóvil, en el moldeo por inyección técnico o en la construcción de equipamiento deportivo. Con el sobremoldeo de insertos metálicos o cables en estructuras muy pequeñas, la polimerización in situ puede ofrecer ventajas frente a otros procesos, incluso sin el empleo de refuerzos de fibra.

La nueva unidad reactiva está lista para ser probada por los clientes en el centro tecnológico de ENGEL para compuestos para construcción ligera, situado en Austria. Allí, ENGEL colabora de forma continuada con la Universidad Johannes Kepler de Linz y con la empresa de construcción de moldes Schöfer, para avanzar en el desarrollo del proceso de polimerización in situ.

Debido al auge de los termoplásticos compuestos, las empresas de construcción ligera prestan cada vez más atención a esta tecnología. La base continua de material termoplástico mejora la eficiencia de los procesos de fabricación y allana el camino para el reciclaje de componentes de materiales compuestos. Con la polimerización in situ y la tecnología organomelt de ENGEL, el proveedor de sistemas ENGEL ofrece dos procesos preparados para la fabricación en serie de componentes de materiales compuestos termoplásticos.