Mejora la resistencia de piezas plásticas con Tension Members de polipropileno ligero de ICP

Integrated Composite Products (ICP, Winona, Minnesota, EE. UU.) ha desarrollado refuerzos termoplásticos selectivos de polipropileno (PP), también conocidos como Tension Members (TM), para ayudar a mejorar el rendimiento de piezas plásticas. Se dice que los refuerzos ofrecen a los ingenieros mecánicos una opción ligera que retiene mejoras significativas en resistencia, rigidez y propiedades de impacto, por un coste reducido. Según ICP, los diseñadores ya no tendrán que conformarse con aumentar el peso y/o las dimensiones de la pieza.

Los TM son esencialmente varillas reforzadas con fibra continua (Fig. 1) que se insertan en el molde y se colocan estratégicamente en la base de una nervadura moldeada antes de inyectar el plástico de polipropileno. Cuando una pieza moldeada se estresa, señala ICP, normalmente falla en la base de la nervadura. Al colocar estas «varillas» directamente en la base de la nervadura, se dice que la fuerza se distribuye a lo largo de toda la nervadura, aumentando dramáticamente la capacidad de carga y la rigidez general de la pieza moldeada.

Gráficos de paneles de prueba

Figura 2a

Figura 2b

Figura 3a

Figura 3b

Por ejemplo, en paneles moldeados por inyección de 5 pulgadas de ancho x 18 pulgadas de largo x 1 pulgada de profundidad procesados en PP con 40 % de fibra de vidrio larga, los Tension Members termoplásticos de ICP proporcionan mejoras de resistencia a flexión del 72 % y mejoras de módulo de flexión del 21 % sin aumentar el peso de la pieza (Fig. 2ab). En paneles moldeados por compresión de 8 pulgadas de ancho x 18 pulgadas de largo x 1 pulgada de profundidad usando el mismo PP con 40 % de fibra de vidrio larga, las mejoras de propiedades son aún mayores, obteniendo mejoras de resistencia a flexión del 142 % y mejoras de módulo de flexión del 50 %, de nuevo sin afectar el peso de la pieza (Fig. 3ab). Además, el uso de TM de PP junto con PP reforzado con vidrio asegura que toda la pieza sea reciclable.

Los Tension Members se fabrican y venden basándose en el número de filamentos de vidrio dentro del TM y la longitud total del TM. Por ejemplo, un producto de 8000 filamentos tiene un diámetro total de 0,090 pulgadas y se vende por unos 0,034 $ (3,4 céntimos) por pie a alto volumen. Un producto de 12 000 filamentos tiene 0,160 pulgadas de diámetro y se vende por aproximadamente 0,061 $ (6,1 céntimos) por pie a altos volúmenes. ICP puede variar el número de filamentos en el TM para satisfacer las necesidades de la aplicación y el tamaño de la nervadura. La producción se realiza en la planta de Winona, Minnesota, y el producto está disponible y las aplicaciones se están muestreando y desarrollando.