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Nuevos procesos de fabricación para los composites termoplásticos
2022/11/30 El Centro Tecnológico GAIKER, miembro de Basque Research &
Technology Alliance, BRTA, lidera el proyecto ZE-KONP cuyo principal
objetivo es avanzar en el desarrollo de tecnologías de fabricación y
conformado de estructuras de composites termoplásticos funcionales,
reforzados con fibra continua y discontinua, para generar nuevos
productos de alto valor añadido.
Una de las prioridades para la descarbonización es la reducción de la
masa de los vehículos. Para lograr esta reducción, los composites y los
métodos avanzados de optimización de diseño son fundamentales. Sin
embargo, a la hora de implementar, a nivel industrial, estos materiales
compuestos es necesario reducir los costes y avanzar en dos campos
principalmente, por un lado, en el desarrollo de nuevos procesos de
fabricación para que sean más productivos, fiables, sostenibles y
flexibles y, por otro lado, en mejorar el aprovechamiento de los
materiales, realizando diseños optimizados que empleen técnicas
avanzadas de modelado/simulación y materiales reciclables.
Los composites termoplásticos son una excelente alternativa a los
composites termoestables y la chapa metálica. No obstante, su
implementación en el mercado requiere superar algunas limitaciones
asociadas al procesado de los mismos. Con este fin surge el proyecto
ZE-KOMP (2022-2023) en el que se trabajará en el desarrollo de procesos
de fabricación optimizados y fiables, en la mejora de la sostenibilidad
de dichos procesos desde el punto de vista medioambiental y de costes y
en las cadencias de fabricación.
A lo largo de esta investigación se estudiará la composición de los
materiales, la implementación de sensores en proceso, la optimización
topológica de productos, la modelización y simulación de los procesos,
la obtención de estructuras híbridas mediante la combinación de
tecnologías de fabricación como el tape-laying, la impresión 3D y el
sobremoldeo por compresión o inyección. Y, además, se realizarán
actividades relacionadas con el análisis de fin de vida de los productos
y procesos.
Financiado por el Gobierno Vasco dentro del programa ELKARTEK, el
consorcio del proyecto ZE-KONP está formado por ocho agentes de la RVCTI
(Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación), todos ellos, con
amplia experiencia en el ámbito de los materiales termoplásticos y sus
composites y expertos en sus respectivas líneas de trabajo:
- GAIKER, líder del proyecto. Su actividad técnica se centrará
en el desarrollo de tecnologías de fabricación de cintas y laminados
termoplásticos funcionales (sensores, fuego, barrera), y en la obtención
de estructuras híbridas mediante la combinación de procesos de
sobremoldeo (compresión a baja presión e inyección). TECNALIA trabajará
en la obtención de semielaborados de materiales reciclados optimizados
con refuerzos localizados y el desarrollo de procesos de fabricación más
eficientes para estos materiales abarcando aspectos que van desde la
simulación y optimización del proceso hasta su digitalización
(sensorización, visión artificial).
- LEARTIKER aportará y desarrollará conocimiento en el campo de
la caracterización y modelización del comportamiento físico-mecánico de
semielaborados, la propia simulación de los procesos de compresión de
los composites termoplásticos, y en la revalorización y caracterización
del scrap procedente de este tipo de composites.
- CIKATEK investigará tecnologías de vehículos de hidrógeno,
en concreto los materiales plásticos para
las diferentes funciones de conducción de fluidos.
- MONDRAGON GOI ESKOLA POLITEKNIKOA (MU-EPS) generará
conocimiento básico sobre componentes termoplásticos híbridos, tanto en
aspectos de diseño y de fabricación, como de reparación de esos
componentes con piezas fabricadas mediante impresión 3D.
- La UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO (UPV/EHU) participa con tres unidades de investigación:
- UPV-GM que se centrará en el diseño de microhilos
ferromagnéticos para facilitar su implementación en el proceso de
fabricación de cintas UD con vistas a la monitorización del estado
tensional de productos.
- OPTITRANS que participará en la definición de una
metodología para la optimización topológica y caracterización de
estructuras anisótropas basadas en materiales composites.
- EMERG que aplicará técnicas avanzadas de caracterización
microestructural y el estudio de Análisis de Ciclo de Vida de los nuevos
procesos de obtención de composites híbridos evaluando varias vías de
reciclado de dichos materiales para cerrar su ciclo de vida.