Prensas hidráulicas para composites desarrolladas por Fagor Arrasate

Los plásticos técnicos y los materiales compuestos continúan ampliando su cuota de mercado a buen ritmo en los sectores del automóvil, del vehículo industrial (camiones, autobuses, vehículos agrícolas, de gestión urbana, etc.), de las energías renovables, el marítimo y en el de la aeronáutica, dadas sus excelentes características en lo que se refiere a:

• Coste de fabricación
• Flexibilidad para lograr formas estéticas avanzadas y agradables. Mejor diseño.
• Ligereza que redunda en un menor peso del vehículo y menor consumo. También se consigue reducir el consumo al lograrse una mejor aerodinámica de las formas del coche.
• Reducción de número de piezas.
• Muy buen acabado superficial y adhesión a pintura.
• Facilidad para fabricar piezas muy voluminosas pero manejables.
• Mejor control de las tolerancias de ajustes al tener una baja dilatación térmica y no presentar recuperaciones elásticas.
• Mucha mejor resistencia a la corrosión.
• Permite nuevos conceptos de cálculo de resistencias ante colisiones basados no en la absorción energética por deformación sino en la absorción de energía por rotura múltiple. Hoy en día, ya, los parachoques se construyen casi exclusivamente de composites por estas favorables condiciones de resistencia.

Dadas estas ventajas no es de extrañar que, desde su aparición industrial a mediados de los años setenta (aunque la técnica se conoce desde poco antes de la II Guerra mundial), el mercado en el 2010 haya alcanzado ya los 18.000.000.000 de dólares, estimándose que en el año 2020 puede llegar a los 40.000.000.000 de dólares, con un crecimiento interanual más que notable. En el sector del automóvil, se espera que el volumen se duplique en el mismo lapso de tiempo, sólo en el coche convencional. Si se tuviese en cuenta la potencial incidencia del vehículo eléctrico, el avance de los materiales compuestos sería mayor ya que la ligereza unida a robustez de este tipo de coches es crítica.

Las prensas hidráulicas para composites Fagor permiten trabajar CMC, SMC, MMC, CFR, RP, CRFP, CFRTP, GFRP, IMC, FRP, etc.

Los materiales compuestos pueden clasificarse de acuerdo al tipo de matriz:

• materiales compuestos de matriz cerámica o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES)
• materiales compuestos de matriz metálica o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES)
• materiales compuestos de matriz de carbono o CFR (CARBON FIBER REINFORCED)
• materiales compuestos de matriz orgánica o RP (REINFORCED PLASTICS)

Dentro de estos últimos, cabe la siguiente sub clasificación:

* CFRP (CABON FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de carbono con matriz orgánica.
* CFRTP (CARBON FIBER REINFORCED THEROPLASTIS)
* GFRP (GLASS FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de vidrio con matriz orgánica.

Las prensas hidráulicas Fagor están concebidas para proporcionar todos los requisitos de prensado SMC requeridos para obtener piezas de alta calidad. Para empezar, se precisa una fuerza importante y uniforme de prensado. Es habitual disponer de capacidades de entre 10.000 KN y 37.000 KN. Por otro lado se precisa que esta fuerza se aplique con suma precisión en toda la lámina, a lo largo y ancho en todos sus puntos en una amplia superficie, que se haga a una velocidad lenta bien controlada y que una vez se haya llegado a la posición se mantenga la misma con un paralelismo exquisito. Esto es evidente porque de no existir tal paralelismo, el hueco entre la parte superior del molde y la inferior variara ligeramente modificándose la transmisión de calor y presión en ese punto lo que da origen a desigualdades en espesor, resistencia mecánica y acabado superficial. Estos requisitos pueden conseguirse con las prensas hidráulicas pero no con las mecánicas.

Además, es posible calentar las parte superior e inferior del útil con temperaturas diferentes por una parte para mejorar la calidad de la pieza o conferirles características diferenciadas en cada cara, y por otra, y sobre todo, para asegurar un buen encaje de ambas partes del troquel ya que es indispensable comprobar que la parte superior no haya calentado y dilatado más que la inferior (hecho que supondría poder dañar el útil). Es también vital en la fabricación de este tipo de piezas poder controlar el movimiento del carro en ciclos muy especiales que incluyen paradas y retrocesos intermitentes, algo complicado de obtener de manera rápida y eficaz en las prensas mecánicas, incluso servoprensas. Así, por ejemplo, es habitual tener que descender a alta velocidad, frenar mientras se aprieta con cierto tonelaje, esperar un instante a que se cree el gas que espontáneamente la mezcla del composite genera, levantar levemente (10-15 mm) el carro para evacuar dichos gases, volver a cerrar la prensa inmediatamente después a cierta velocidad y luego ir incrementando la presión o reduciéndola a medida que el ciclo de curado continua. Además, en algunas ocasiones- dependiendo de las piezas- puede requerirse un gran tamaño de mesa pero una presión por milímetro cuadrado relativamente baja lo que hace que también económicamente las prensas hidráulicas sean idóneas para la aplicación. Otro requisito importante es que las prensas deben tener una altura cerrada muy grande, es decir que el espacio habilitado para los operarios con el carro en la posición superior sea muy grande. Esto es debido a que se suelen necesitar operaciones manuales de preparación del composite dentro del troquel y el operario debe estar dentro de la máquina. Algo que es difícil o muy caro de lograr en prensas mecánicas. Las prensas hidráulicas Fagor optimizan todas estas prestaciones.