Proyecto METEOR logra avance en optimización de producción de prepreg termoplástico

Tras tres años de investigación y pruebas y un presupuesto de 6,5 millones de euros, el equipo científico del instituto de investigación IRT Saint Exupéry (Toulouse, Francia) y los miembros del proyecto METEOR (coMpEtitive ThErmOplastic pRpreg) han completado un estudio para la producción optimizada de prepregs termoplásticos de alto rendimiento con resultados prometedores.

Origen y misión del proyecto

El proyecto METEOR nació del deseo del grupo aeroespacial GIFAS (Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales, París, Francia) de optimizar la calidad y coste de producción de composites de alto rendimiento a partir de productos semi-terminados termoplásticos competitivos 100% provenientes de la cadena de suministro francesa y que pueden consolidarse mediante procesos out-of-autoclave (OOA).

De esto, la misión de METEOR fue identificar, desarrollar y optimizar todos los pasos de la cadena de valor —y así reducir el coste y energía de fabricación de prepreg— llevando a composites reforzados con fibra de carbono termoplásticos (CFRTP) para aplicaciones en estructuras aeronáuticas a escala industrial, dicho ser un espacio subdesarrollado. Las etapas del proyecto incluyen la síntesis y micronización de poliétercetonacetona (PEKK), la impregnación de varios refuerzos de fibra y drapeado y consolidación OOA, por nombrar algunas.

Según METEOR, los resultados prometedores indican que la transición a escala industrial será pronto posible. A partir de aquí, IRT Saint Exupéry continuará aportando su experiencia en una segunda etapa, que requerirá nuevas pruebas para refinar aún más la comprensión y control de la producción de prepregs CFRTP.

Colaboración industrial y resultados

El trabajo realizado se basó en especificaciones proporcionadas por Airbus (Toulouse, Francia) e intercambios entre todos los miembros del proyecto. Arkema (Colombes, Francia), por ejemplo, pudo eliminar varias barreras tecnológicas para optimizar los procesos de síntesis de la resina PEKK, permitiendo al equipo científico destacar las perspectivas de desarrollo técnico a escala industrial. SDTech (Alès, Francia) identificó y dominó la micronización de la materia prima, proporcionando polvos optimizados para los procesos de impregnación.

Asimismo, los intercambios colaborativos entre IRT Saint Exupéry, Hexcel Composites (Stamford, Connecticut, EE. UU.), Chomarat (Le Cheylard, Francia) e Industrias Porcher (Erbach, Alemania) han ampliado aún más la comprensión de lo que se encuentra durante la impregnación y consolidación de fibra, y consecuentemente, en la optimización de la morfología de los prepregs necesaria para la realización de composites. Hutchinson (París, Francia) también acompañó todas las campañas de pruebas realizando, entre otras cosas, la caracterización de los composites producidos, para proporcionar los elementos necesarios para su comprensión y optimización.

Tesis doctorales asociadas

Finalmente, se realizaron dos tesis con el ICA y el CNRT Matériaux (Caen, Francia) instituto de investigación. El objetivo de las tesis fue refinar la comprensión de ciertas fases de la fabricación de prepregs:

• "Estudio de la impregnación de mechas por suspensión de polímero termoplástico acuoso. Aplicación al desarrollo de cintas de prepreg" (CNRT Matériaux).
• "Modelado de la fase de fusión/impregnación. Aplicación en una línea piloto de impregnación" (ICA).

Tras consolidación en horno y presentando un nivel de rendimiento según los requisitos técnicos del sector aeronáutico, se ha informado que el proyecto METEOR ha cumplido en gran medida el desafío lanzado por GIFAS.