Optimización del proceso de pultrusión

Por ejemplo, en el sector de automoción, reemplazar piezas de acero por composites representaría una reducción del peso del vehículo de un 40%, con el consiguiente ahorro en combustible y reducción de emisiones de CO₂ a la atmósfera. En el sector de construcción, un ahorro significativo de peso ofrece la capacidad para crear formas complejas, que proporciona a los arquitectos mayor libertad en el diseño, reduce el tiempo de construcción del edificio y también su mantenimiento, gracias a las particulares propiedades de los composites.
El principal problema que nos encontramos a la hora de procesar los composites es la falta de automatización, lo que encarece el precio final del material. En sectores como la industria automovilística o la construcción, la reducción de costes venida de la mano de una automatización del proceso son factores clave para la inclusión de los composites en igualdad de condiciones económicas que los metales.
Entre todos los procesos de producción de composites, el más automatizado, eficiente y competitivo para obtener perfiles de sección constante es el conocido proceso de pultrusión.

Sin embargo, a pesar del alto grado de automatización de este proceso, todavía se han de abordar aquellos inconvenientes que reducen la competitividad de los perfiles pultrusionados comparados con otros materiales tradicionales. La principal limitación del proceso recae en las labores de recubrimiento del perfil cuando se necesitan mejorar sus propiedades. Para aplicar un recubrimiento, la superficie del perfil debe prepararse cuidadosamente mediante procesos adicionales a la pultrusión: lijado y pintado; ambos procesos son costosos (ya que necesitan elevada mano de obra) y contaminantes (emiten partículas en suspensión y compuestos orgánicos volátiles).
Con el objetivo de resolver este problema, 12 entidades europeas están llevando a cabo el proyecto Coaline (www.coaline.eu). Es una investigación que tiene como objetivo conseguir un perfil pultruido con el recubrimiento aplicado dentro del molde, por lo que el proceso completo tiene lugar en una sola etapa, es más eficiente y más limpio (libre de compuestos orgánicos volátiles (COV) y de emisiones de pequeñas partículas).
Este proyecto representa, por tanto, un paso adelante en la automatización del proceso de obtención de composites de sección constante, lo que favorecerá la sustitución de los metales por los composites en sectores como la automoción y la construcción.

Reducción de costes de fabricación de hasta el 35%
A través de Coaline se busca reducir considerablemente el número de etapas necesarias para obtener un composite recubierto de alta calidad mediante la integración de procesos de formado, recubrimiento y acabado en un solo paso. Coaline tiene previsto abordar la producción de perfiles recubiertos, reduciendo su coste muy significativamente (hasta el 35%) y el número de etapas del proceso.
Para minimizar las fases del proceso, se van a llevar a cabo las siguientes innovaciones:

• Nuevo diseño de moldes en varias etapas con polimerización de la resina y del recubrimiento separados en una estructura con varias cavidades.
• Un sistema de calentamiento por microondas dentro del molde que reducirá el tiempo de polimerización y la energía utilizada para producir los composites (independientemente de que se empleen fibras de vidrio o carbón).
• Una nueva variedad de resinas y de gel-coats modificados con aditivos absorbentes de las microondas para mejorar la absorción de la radiación y conseguir un proceso de curado más rápido.
• El desarrollo de nuevas formulaciones de primers de rápido curado que favorecerán la aplicación posterior del adhesivo para unir el perfil a otras partes metálicas, con función debonding.