Victrex y Electroimpact logran 4.000 IPM en AFP con compuestos termoplásticos

En un paso hacia la producción de componentes aeroespaciales a gran escala a partir de compuestos termoplásticos, el proveedor de soluciones poliméricas Victrex (Cleveleys, Reino Unido) y el especialista en automatización y utillaje Electroimpact (Mukilteo, Washington, EE. UU.) anunciaron recientemente que han alcanzado velocidades de colocación de 4.000 pulgadas por minuto (IPM) usando la tecnología de colocación automática de fibra (AFP) de Electroimpact y cinta unidireccional (UD) VICTREX AE 250 de poliariletercetona de bajo punto de fusión (LMPAEK).

Tecnología y material

La tecnología de procesamiento AFP de Electroimpact ha sido mejorada con el despliegue de un nuevo sistema de calentamiento láser; la cinta UD VICTREX AE 250 es una cinta preimpregnada de compuesto termoplástico de alto rendimiento diseñada por Victrex para tener propiedades mecánicas, físicas y de resistencia química típicas de la familia de polímeros poliariletercetona (PAEK), como PEEK, pero con una temperatura de fusión cristalina 40°C más baja, a 305°C.

"La importancia de procesar cinta UD termoplástica a 4.000 IPM de velocidad de colocación con Láser de Tamaño de Punto Variable (VSS) de [Electroimpact] es, por primera vez que sabemos, que los termoplásticos pueden alcanzar velocidades de colocación de termoestables. Estos desarrollos pueden ayudar a eliminar la necesidad de curado en autoclave, y ofrecen ventajas de rendimiento mayores y nuevas para termoplásticos". explica Michael Assadi, ingeniero jefe en Electroimpact.

Según James Myers, jefe de I+D en Victrex, "La tecnología de bajo punto de fusión es el diferenciador clave en la optimización para AFP". La temperatura de fusión de 305°C de este producto, en particular, añade, "permite las propiedades de alto rendimiento de otros polímeros PAEK a menor energía en el láser, con los niveles de consolidación adecuados para aeroespacial. Además, la impregnación extremadamente alta de la cinta UD, consistencia en términos de ancho y espesor y longitudes continuas largas sin empalmes son factores que contribuyen a la colocación rápida".

Según Myers, este producto se está optimizando para eficiencia de fabricación en varios procesos automatizados, incluyendo AFP, colocación automática de cinta (ATL) y moldeo por compresión continua (CCM). "Aunque la plataforma de material aún está en desarrollo, hay un potencial emergente para aplicaciones estructurales grandes de alto rendimiento operando en entornos exigentes donde la fabricación de alta velocidad/alto volumen es un requisito clave", añade. "Aún no hemos encontrado las limitaciones del material en entornos de procesamiento AFP/ATL tradicionales".

Este nivel de velocidad se reporta actualmente para consolidación fuera de autoclave (OOA), aunque según Myers, el equipo también está probando procesamiento in-situ en la instalación de Electroimpact, "para crear laminados sin porosidad en un solo paso". A esto, Assadi añade: "En términos de velocidad, la consolidación in-situ está limitada por la cristalización del material y autohesión para lograr las propiedades requeridas. El beneficio de rendimiento/eficiencia por supuesto es que no hay paso adicional de consolidación".

Victrex informa que un programa de prueba comparando varios materiales diferentes demostró que la cinta UD LMPAEK de Victrex entregó el mejor rendimiento, produciendo laminaciones sin porosidad, incluyendo la distribución de fibra en la resina más dimensionalmente uniforme y pareja.