La fibra de carbono de remolque dividido aumenta el rendimiento de SMC

Zoltek Corp., una empresa de Toray Group (Bridgeton, Missouri, EE. UU.) Ha comercializado un nuevo producto de fibra de carbono diseñado y dimensionado para mejorar el rendimiento del compuesto de moldeo en láminas (SMC). La fibra patentada, pre-esparcida, llamada PX35 KS, se puntúa a medida que se produce la banda de remolque, convirtiendo un producto de remolque de 50K en subhaces de 3K, que, a su vez, se enrollan y se suministran como un remolque de varios extremos. Una vez que la estopa previamente marcada se introduce en una unidad cortadora y se corta la longitud de la fibra de la estopa, se deshace en los subhaz de 3K a medida que se integra en la masa SMC. Según se informa, esto mejora el manejo, la dispersión y la humectación de la fibra, y proporciona un lecho de fibra más uniforme que mejora el flujo del compuesto durante el moldeo por compresión.

“El beneficio de la dispersión mejorada es que permite a los fabricantes usar una fibra de carbono de menor costo mientras logran las propiedades más altas que normalmente se ven en un remolque más pequeño”, señala Christopher Thomas, director comercial automotriz de Zoltek para América. "Básicamente, paga el costo de 50K [remolque de calidad automotriz], pero obtiene el rendimiento de 3K [remolque de calidad aeroespacial]", agrega Tobias Potyra, director comercial de automoción de Zoltek para Europa.

Zoltek, que es conocido por su fibra de carbono de bajo costo y gran capacidad, desarrolló el nuevo producto en Japón para abordar el desafío de dispersar grandes haces de fibras, especialmente en sistemas de polímeros tixotrópicos como SMC. “El concepto era que separar el remolque grande en tamaños de remolque más pequeños proporcionaría una mejor dispersión en el cortador”, continúa Thomas. Agrega que el muestreo para clientes selectos en Europa y América del Norte se ha incrementado durante el último año y medio a dos años, donde se está evaluando tanto para partes estructurales como de apariencia. "Los clientes que han probado el producto han visto sus beneficios de primera mano", añade. No es sorprendente que el mercado principal para el que se desarrolló el producto de remolque dividido sea el automotor, aunque, según se informa, cualquier mezclador o moldeador de SMC podría beneficiarse del enfoque adoptado con PX35 KS.

En términos de materiales de resina SMC, el nuevo producto de estopa dividida se ha probado en tres sistemas de resina simple:matrices de éster de vinilo, epoxi y uretano. No se investigaron matrices de poliéster insaturado, ya que la presencia de refuerzo de fibra de carbono ya indicaba que las formulaciones se utilizarían en ambientes de mayor temperatura y / o en aplicaciones cuyos casos de carga requerían mayor rendimiento mecánico. Las formulaciones de éster de vinilo se describieron como sistemas solvatados (en oposición a los de fusión en caliente), aunque iban desde estireno convencionalmente, a estireno reducido / compuesto orgánico volátil (VOC), hasta sistemas sin estireno / VOC. Según se informa, se observaron las mismas mejoras de dispersión en cada uno de los sistemas de resina.

El producto aún no se ha evaluado en ninguna otra química termoestable o termoplástica, ni se ha probado en otros sistemas de formación más allá del moldeo por compresión. “Aunque la fibra fue desarrollada para SMC y está disponible con un tamaño para resinas SMC, vemos un potencial para aplicar la tecnología a otras tecnologías de procesamiento y tipos de resina, posiblemente incluso termoplásticos”, explica Potyra. "Sin embargo, aún no lo hemos probado en esos sistemas porque primero queríamos implementar este tipo de fibra en SMC con éxito antes de expandir su uso a otras tecnologías".

Se dice que no se necesitan cambios significativos en el picador con el nuevo producto, aunque algunas otras modificaciones del proceso podrían optimizar la dispersión. “El diseño de las líneas SMC puede variar, por lo que Zoltek ofrece asistencia técnica para ayudar con el manejo, la dispersión, el dimensionamiento y similares de la fibra”, agrega Thomas.

PX35 KS se basa en la popular fibra PX35 50K de Zoltek. “PX35 KS está abordando y satisfaciendo las necesidades industriales en términos de disponibilidad y precio, pero, por supuesto, también ofrecemos nuestro producto 50K estándar para algunas aplicaciones a un precio ligeramente más bajo”, señala Potyra. "Al final, dejaremos que el mercado decida".

Los funcionarios de Zoltek no dijeron si habría otras variantes en el producto con tamaños de remolque más finos o más gruesos, aunque agregaron que continuarían las evaluaciones adicionales. Extraoficialmente, la "KS" en el nombre del producto es, según se informa, una abreviatura de "kassen", la palabra japonesa para "dividir".