Selección y fabricación del material de moho para el proceso RTM (moldeo por transferencia de resina)

El moldeo por transferencia de resina (RTM) es un proceso de mohorla cerrada en el que la resina se inyecta en un molde sellado para impregnar materiales de refuerzo y formar la parte compuesta final a través del curado. RTM es ideal para producir componentes de alta calidad y forma compleja en ejecuciones de producción de mediano volumen. Ofrece numerosas ventajas, incluida la compatibilidad con una amplia variedad de refuerzos de fibra y sistemas de resina, excelente acabado superficial, alto contenido de fibra, bajas emisiones durante el moldeo, un impacto ambiental mínimo, una fuerte adaptabilidad a la automatización, un costo de inversión relativamente bajo y una alta eficiencia de producción. Como resultado, RTM se usa ampliamente en industrias como automotriz, aeroespacial, defensa, equipos mecánicos y electrónica.

El molde es uno de los factores más críticos que determinan la calidad de los productos RTM. Los moldes RTM generalmente consisten en un par de moho masculino y femenino, lo que hace que el acabado superficial y la precisión dimensional de ambas mitades de molde sean esenciales para la calidad final del producto.

Selección de material

La calidad de un molde RTM comienza con la selección de materiales, adaptada para satisfacer las demandas específicas del proceso RTM.

1. Capa de gelcoat
   RTM genera calor exotérmico significativo durante el curado; por ejemplo, una parte de 4 mm de espesor puede alcanzar más de 120 ° C. Por lo tanto, la resina de gelcoat debe ofrecer resistencia al calor, estabilidad de choque térmico y retención de brillo. En este proceso, se selecciona un gelcoat de herramientas a base de éster de vinilo, que ofrece una temperatura de distorsión de calor entre 160 ° C y 172 ° C y un excelente rendimiento mecánico.

2. Capa superficial
   Esta capa debe proporcionar resistencia al calor y las grietas. Se usa una combinación de teta de superficie de 30 g/㎡ y 300 g/㎡ Mat de hilos de vidrio E se usa como refuerzo, emparejado con una resina de éster de vinilo epoxi de bisfenol-A. Esta resina presenta un excelente rendimiento de alta temperatura y baja contracción.

3. Capa de refuerzo
   Centrado en la resistencia mecánica y la baja contracción, esta capa utiliza tela tejida E-glase de 0.4 mm y 300 g/㎡ tapada de hebra picada como refuerzos, con una resina de Shrinkage cero como la matriz.

4. Capa estructural
   Para mejorar la rigidez general del molde y facilitar las operaciones de apertura/cierre del moho, se emplea una estructura de refuerzo de marco de acero.

Fabricación de moldes maestros

Tradicionalmente, los moldes maestros de FRP se han fabricado con materiales como yeso, madera, cemento o cera a través de procesos manuales. Sin embargo, estos materiales y métodos a menudo se quedan cortos para cumplir con los requisitos de alta precisión y calidad de la superficie de los mohos RTM. Sus limitaciones incluyen dificultades para lograr superficies de clase A, precisión dimensional inconsistente, flujos de trabajo complejos, largos ciclos de producción y un alto riesgo de defectos, lo que las hace inadecuadas para aplicaciones RTM.

Para satisfacer las estrictas demandas de las herramientas RTM, la resina de bloque maquinable, comúnmente conocida como placa de herramientas, ahora se usa ampliamente. Este material está hecho típicamente de una mezcla de resina epoxi, ABS, microesferas de vidrio, óxido de aluminio y fibra de carboximetilo. Después de mezclar y calentar minuciosamente en una consistencia similar a una pasta (con agentes adicionales como el ftalato de dibutilo), la mezcla está desgástica y se coloca en moldes. Una vez curado a través del calentamiento, forma un sólido estable con excelente maquinabilidad y propiedades térmicas.

Cuando se utiliza la placa de herramientas para fabricar el modelo maestro, el proceso comienza con la creación de un modelo digital 3D que usa software CAD como Pro/E, UG o CATIA. Para garantizar la precisión, las asignaciones de contracción se consideran en función del sistema de resina seleccionado. El molde maestro está mecanizado por CNC para reflejar la forma exacta, el tamaño y el grosor del producto final, eliminando la necesidad de modelado de cavidad y mejorando significativamente la precisión dimensional.