Estrategias de procesamiento para la conformación sin troqueles de compuestos plásticos reforzados con fibra
Autores: Rath, Jan-Erik; Graupner, Robert; Schüppstuhl, Thorsten
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estrategias de procesamiento para la conformación sin troqueles de compuestos plásticos reforzados con fibra
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Demanda
Materiales ligeros
Plásticos reforzados con fibra
FRP
Moldes
Técnicas de conformado sin troqueles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La demanda de materiales ligeros, como los plásticos reforzados con fibra (FRP), está en constante crecimiento. Sin embargo, la producción actual de FRP se basa principalmente en moldes costosos que representan la geometría de la pieza final, lo cual no es económico para la creación de prototipos o productos altamente individualizados, como en el sector médico o de artículos deportivos. Por lo tanto, inspirados en la conformación incremental de chapa metálica, realizamos un análisis funcional sistemático sobre nuevos métodos de procesamiento para dar forma a FRP tejido sin el uso de moldes. Considerando diferentes combinaciones de materiales, como tela seca con resina termoestable, prepreg termoestable, tejido de hilo termoplástico mezclado y láminas orgánicas, proponemos implementaciones técnicas potenciales de nuevas técnicas de conformado sin troqueles, utilizando herramientas estándar guiadas por robots simples, como puntas de herramientas hemisféricas o rodillos. La viabilidad de los enfoques seleccionados se investiga en experimentos prácticos básicos con herramientas manuales. Los resultados muestran que el principal desafío de la conformación local sin troqueles, la conservación de las formas ya formadas mientras se permite la drapeabilidad de las áreas restantes, se cumple mejor mediante la impregnación local, consolidación y solidificación de la tela de hilo mezclado, así como la conformación concurrente de prepreg y material de soporte de malla de alambre metálico. Se propone una investigación adicional para mejorar la calidad de las piezas.
Descripción
La demanda de materiales ligeros, como los plásticos reforzados con fibra (FRP), está en constante crecimiento. Sin embargo, la producción actual de FRP se basa principalmente en moldes costosos que representan la geometría de la pieza final, lo cual no es económico para la creación de prototipos o productos altamente individualizados, como en el sector médico o de artículos deportivos. Por lo tanto, inspirados en la conformación incremental de chapa metálica, realizamos un análisis funcional sistemático sobre nuevos métodos de procesamiento para dar forma a FRP tejido sin el uso de moldes. Considerando diferentes combinaciones de materiales, como tela seca con resina termoestable, prepreg termoestable, tejido de hilo termoplástico mezclado y láminas orgánicas, proponemos implementaciones técnicas potenciales de nuevas técnicas de conformado sin troqueles, utilizando herramientas estándar guiadas por robots simples, como puntas de herramientas hemisféricas o rodillos. La viabilidad de los enfoques seleccionados se investiga en experimentos prácticos básicos con herramientas manuales. Los resultados muestran que el principal desafío de la conformación local sin troqueles, la conservación de las formas ya formadas mientras se permite la drapeabilidad de las áreas restantes, se cumple mejor mediante la impregnación local, consolidación y solidificación de la tela de hilo mezclado, así como la conformación concurrente de prepreg y material de soporte de malla de alambre metálico. Se propone una investigación adicional para mejorar la calidad de las piezas.