Continuando con la serie de artículos sobre las diferentes tecnologías de fabricación con materiales compuestos, hoy os traemos una publicación sobre el proceso de infusión y sus características.

La infusión es un proceso de fabricación de material compuesto FRP con unas propiedades superiores al laminado manual o wet lay up. A diferencia de este, el laminado de las fibras de refuerzo se realiza en seco, impregnándolas con la resina polimérica posteriormente mediante vacío.

Fases del proceso de infusión

Como hemos comentado, en un molde se posiciona el laminado, es decir, todas las telas y materiales de refuerzo que van a formar la pieza. Cuando la geometría que tiene que seguir es algo complicada se suele utilizar un adhesivo ligero en spray especial para infusión, el cual ayuda a que el refuerzo permanezca donde debe estar.

Una vez apiladas todas las telas, núcleos y demás refuerzos se prepara la bolsa de infusión con todos los materiales necesarios. Estos variarán en función del tipo de pieza, su geometría y tamaño. En general podemos resumirlos en los siguientes, siguiendo un orden desde la última capa del laminado (cara B) hacia fuera del molde:

- Peel ply: El peel ply es un tejido sintético de nylon sobre el que no se adhiere la resina, por lo que una vez que la pieza ha curado es posible retirarlo. Esta piel protege el laminado de la contaminación ambiental durante el proceso y deja un acabado rugoso y uniforme por cara B. Por lo que es recomendable utilizarlo cuando se requiera adhesivar posteriormente la pieza FRP u obtener un acabado decente por cara B.

- Release Film o Sangrador: Esta película de material plástico permite el paso del exceso de resina y del aire atrapado en el laminado, así como la evacuación de los volátiles y disolventes gracias a perforaciones realizas en el propio film. Dependiendo del número de perforaciones por pulgada cuadrada se encuentran como P0, P3, P31… Además, protege el laminado de contaminantes externos.

- Manta o breather: La manta es un tejido de vidrio que distribuye la presión del vacío uniformemente por el laminado permitiendo la circulación del aire fácilmente. También, absorbe el exceso de resina.

- Bolsa de vacío: Fabricada de un material hermético, permite generar vacío entre el laminado y la superficie del molde, compactando el material y eliminando el aire y otros gases incluidos en el interior.

Antes de cerrar la bolsa de vacío contra la pestaña del molde con una cinta hermética especial, se debe estudiar el posicionamiento de la válvula de vacío y de la toma de resina.

Desde un depósito externo, la resina será absorbida y forzada por el gradiente de presiones generado en la pieza con el vacío. De esta forma, la resina impregnará el laminado y servirá como material de unión del refuerzo una vez curada. Por lo que un mal diseño de la situación de las tomas de vacío y alimentación de resina podría generar canales preferidos de resina, dejando zonas de la pieza sin infusionar.

La fibra seca causará fallos críticos difícilmente detectables y malas propiedades mecánicas, siendo un fenómeno difícilmente reparable.

Normalmente se ceba por medio y los puntos de vacío se sitúan en los extremos o perímetro de la pieza. Sin embargo, cada geometría de pieza es completamente diferente y requerirá un estudio propio. Para mejorar esto se añaden tuberías abiertas y mallas en los puntos de cebado para favorecer el flujo de la resina a lo largo de toda la pieza.

Materiales más empleados

Los materiales utilizados en el proceso de infusión son diversos. Debido a la aplicabilidad de este método de fabricación es común encontrarse con fibra de vidrio y resinas termoestables. En particular los tejidos sin entrecruzamientos mejoran el flujo de la resina, mientras que los mat tienden a frenarla.

En cuanto a las resinas es importante tener un buen control de ellas. En primer lugar, deben tener una viscosidad apropiada que permita una buena fluidez (no tixotropada). Además, el tiempo de curado debe ser conocido, ya que si curase antes de tiempo bloquearía el movimiento de la resina para infusionar el resto de la pieza.

Se deberá tener en cuenta que el curado es una reacción exotérmica, y el curado se verá acelerado con el incremento de temperatura. Los moldes pueden ser calentados mediante resistencias para curar la pieza en el mismo.

Propiedades y beneficios de la infusión

Respecto a las propiedades mecánicas de este proceso son más altas que en el laminado manual, debido a que el curado se realiza con la presión de vacío y la ratio de resina/fibra es algo más acertado (sin ser cercano al óptimo todavía). De esta forma, para una pieza con iguales propiedades mecánicas laminada por vía manual, el peso de la pieza de infusión se verá reducido.

El precio de esta tecnología es económico, siempre y cuando se controle y estudie bien el proceso. Sin embargo, el volumen de producción no es demasiado alto.

Es muy indicado para geometría de grandes tamaños y formas no muy complicadas de una sola parte, como cascos de barco, palas de aerogeneradores o panelería.

Otra ventaja importante es que los operarios no tienen que estar en contacto directo con los elementos químicos de la resina, protegiendo esta de elementos externos y contaminación.

Como ya sabéis, en Iberia Compositech somos expertos en producir piezas de material compuesto y trabajamos mediante diversas tecnologías, seleccionando la más adecuada para cada proyecto en función de factores como las propiedades técnicas de la pieza, su uso final o la cantidad a producir.

Si deseáis conocer todos los procesos con los que trabajamos o dejarnos alguna consulta específica podéis echar un vistazo a la sección de tecnologías o rellenar nuestro formulario de contacto.