Solvay impulsa producción de prepreg de bajo coste con enrollador de filamentos de cuatro ejes de Cygnet Texkimp

El proveedor de materiales y tecnología compuestos Solvay (Alpharetta, Ga., EE. UU.) ha instalado una máquina de enrollado de filamentos robótica de cuatro ejes diseñada y construida por el especialista en manejo de fibra y fabricante de maquinaria a medida Cygnet Texkimp (Cheshire, Reino Unido) para fabricar material prepreg de bajo coste y piezas compuestas.

La máquina de enrollado a medida se instaló en el Centro de Aplicaciones del Reino Unido de Solvay, una instalación de I+D basada en Heanor, donde la empresa desarrolla nuevas tecnologías y procesos para la adopción de compuestos en mercados de alto volumen incluyendo automoción y aeroespacial.

Preformas multicapa de alta velocidad

El enrollador de filamentos fue diseñado por Cygnet Texkimp para permitir producción de grandes láminas de material compuesto, o preformas, que pueden moldearse usando la tecnología de formado de doble diafragma (DDF) de Solvay y moldeo por compresión. El objetivo es crear piezas exteriores rentables para la industria automotriz, incluyendo capós y tapas de maletero.

«La máquina que desarrollamos es, en efecto, un enrollador de tambor semiautomático», explica Luke Vardy, director gerente de Cygnet Texkimp. «Pero a diferencia de máquinas tradicionales de este tipo, es capaz de enrollar fibra en un rango mucho más amplio de ángulos, proporcionando a los clientes mayor flexibilidad para adaptar propiedades de material dentro de preformas multicapa».

El enrollador es capaz de enrollar a una velocidad de fibra de hasta 100 metros/minuto y se ha construido para acomodar un mandril de 2,2 metros de largo por 0,6 metros de diámetro, para producir preformas de hasta 2 metros cuadrados. El enrollado terminado se corta del mandril y se recorta a tamaño usando una unidad de corte automática integrada antes de ser transportado a la siguiente etapa de procesamiento en una mesa de transferencia dedicada.

«Cygnet Texkimp trabajó estrechamente con nosotros para desarrollar un proceso altamente controlado y eficiente que elimina gran parte del requerimiento de mano de obra y nos permite mostrar a nuestros clientes cómo pueden producir prepreg de fibra de carbono rápido, rentable y competitivo usando nuestras resinas y materiales», dijo Richard Russell, Ingeniero de Proceso en Solvay. «Para el mercado automotriz en particular, esta es una alternativa muy interesante para fabricar piezas compuestas de alto rendimiento en volúmenes medios».

Tensión constante para spread tow

El enrollador toma fibras secas, o tows, de un creel accionado de cuatro posiciones integrado, y las alimenta a una cabeza de aplicación. El creel accionado controla la tensión de fibra a lo largo del proceso. Esto asegura extendido consistente a pesar de variaciones en velocidad de fibra que ocurren a lo largo del proceso de enrollado.

Los cuatro tows se extienden sobre la cabeza de aplicación para crear una lámina o cinta consolidada de 50 milímetros de ancho sobre la cual el sistema de resina de Solvay se aplica, inmediatamente antes de ser colocada sobre el mandril.

El diseño de Cygnet Texkimp incorpora un sistema de dosificación de resina para mezclar las resinas avanzadas de Solvay en el punto de aplicación, y al hacerlo elimina el problema de curado de resina premezclada antes de la aplicación o necesidad de ser almacenada bajo condiciones especiales.

Solvay también ha trabajado con BMW (Múnich, Alemania) para demostrar producción de un capó M4 GTS usando formado por diafragma de preformas de fibra de carbono enrolladas por filamentos.

Para más detalles, ver el folleto «Materiales Compuestos para Aplicaciones Automotrices» de Solvay (p. 7).