Introducción a la pultrusión 180

Esta clase aborda los materiales y la maquinaria usados para la pultrusión, los pasos del proceso básico de pultrusión y las estrategias para mantener la temperatura de la matriz y la velocidad de línea adecuadas.

Class Details

Class Name:
Introducción a la pultrusión 180
Difficulty:
Beginner
Number of Lessons:
19
Additional Language:
English

Class Outline

  • Objetivos
  • ¿Qué es la pultrusión?
  • Ventajas de la pultrusión
  • Desventajas de la pultrusión
  • Resina de poliéster no saturado
  • Otras resinas usadas para la pultrusión
  • Aditivos y rellenos
  • Materiales de fibras de refuerzo
  • Forma y orientación de refuerzo
  • Máquina de pultrusión
  • Nasa
  • Sistemas de impregnación de resinas
  • Dispositivos de formado
  • Métodos de curado
  • Dispositivos de tirado
  • Sierras de corte
  • Sistemas de retirado
  • Monitoreo de la temperatura de la matriz y la velocidad de la línea
  • Resumen

Objectives

  • Definir la pultrusión.
  • Describir las ventajas de la pultrusión.
  • Describir las desventajas de la pultrusión.
  • Describir la resina de poliéster no saturado.
  • Distinguir entre viniléster, epoxi y resinas fenólicas.
  • Distinguir entre los aditivos y los rellenos.
  • Distinguir entre refuerzos de vidrio E, aramida y carbono.
  • Distinguir entre la forma y la orientación de las fibras de refuerzo.
  • Enumerar las piezas de una máquina de pultrusión básica.
  • Describir la nasa.
  • Distinguir entre baños de inmersión, baños de recorrido recto y sistemas de impregnación de resina.
  • Distinguir entre la estación de preformado, la matriz y el mandril.
  • Describir los métodos de curado para las piezas pultruidas.
  • Distinguir entre los tiradores de abrazadera oscilante y los tractores oruga.
  • Describir las sierras voladoras.
  • Describir los sistemas de retirado usados para quitar piezas pultruidas.
  • Describir cómo la temperatura de la matriz y la velocidad de la línea afectan la calidad de las piezas pultruidas.

Job Roles

Certifications

Glossary

Vocabulary Term Definition
aditivo Cualquier material que se ha introducido en una mezcla de resina para el propósito de mejorar alguna propiedad específica. Los pigmentos y tintes son ejemplos de aditivos.
almohadillas de sujeción Piezas planas de material suave que se colocan bajo un pie de la abrazadera oscilante para evitar daños a la pieza de trabajo. Los tiradores de abrazadera oscilante tienen costos relativamente bajos porque requieren sólo dos almohadillas de sujeción.
baño abierto Contenedor abierto de resina líquida. También se llama baño de inmersión.
baño de inmersión Contenedor abierto de resina líquida. También se llama baño abierto.
baño de recorrido recto Cubeta de resina líquida con agujeros o ranuras en cada extremo. Los baños de recorrido recto reducen las roturas de las fibras, porque las fibras no se doblan mientras se halan a través del baño.
barras Piezas pultruidas en la forma de un cilindro sólido o rellenado.
bienes anchos En la pultrusión, el término usado para las fibras que se han tejido en una tela o incrustado sobre un fieltro. Los fabricantes pueden añadir bienes anchos al hilado de fibra para reforzar la fibra pultruida.
caliza Piedra altamente porosa hecha de calcita mineral. La caliza se usa como relleno para resinas compuestas.
canales Piezas pultruidas con una ranura o estrechamiento largo.
carcinógeno Sustancia que provoca cáncer. El estireno es un carcinógeno presunto.
catalizadores Sustancias que facilitan las reacciones químicas en otra sustancia. Los catalizadores se usan para promover el endurecimiento en las resinas y revestimientos gelatinosos.
contracción Reducción en el tamaño de una pieza después de que ha cambiado de líquido a sólido. En la pultrusión, la contracción de la resina previene que la pieza curada se pegue al molde.
cubeta de resina Contenedor alargado que está abierto en la parte superior y está lleno con resina líquida. Los baños abiertos y baños de recorrido recto usan cubetas de resina.
curado en la matriz Método de curado en el cual la pieza se cura mientras se hala lentamente a través de la matriz calentada. El curado en la matriz es el método de curado más fácil para que un operador controle.
endurecedores Químicos que facilitan el curado en las resinas. El endurecedor es una parte esencial de un sistema de resina para materiales compuestos.
epoxi Resina tenaz y resistente al calor utilizada en materiales compuestos. La epoxi puede usarse en la pultrusión, pero tiene una tendencia para pegarse a la matriz.
esquinas Pieza pultruida con dos lados que se encuentran o se intersecan en un ángulo de 90 grados.
estación de control Dispositivo que procesa información y mantiene las operaciones de una máquina. Durante la pultrusión, la estación de control permite al operador ingresar y controlar la velocidad de tirado de la máquina y la temperatura de la matriz.
estación de corte Componente de la máquina de pultrusión que contiene una sierra incorporada en el carro para cortar el material compuesto continuo en piezas separadas. La sierra puede ser seca o puede ser una sierra mojada que usa agua para enfriar la cuchilla y reducir el polvo.
estación de preformado Dispositivo que dispone las fibras de refuerzo en una forma y orientación que entrará en la matriz. Las máquinas de pultrusión pueden tener más de una estación de preformado.
estantes Dispositivos opcionales para almacenar y dispensar bienes anchos tales como el fieltro de fibras y la tela de fibra. El estante generalmente viene después de la nasa en el sistema de pultrusión.
estireno Hidrocarburo sin color y tóxico usado en plásticos. Muchas de las resinas que se usan en la pultrusión emiten vapores de estireno que pueden ser dañinos para el operador si se inhalan.
fibra de vidrio Material de refuerzo hecho de hilos de vidrio extremadamente finos. La fibra de vidrio es el refuerzo para materiales compuestos más comúnmente usado.
fibras continuas Fibras que cubren la dimensión completa de una pieza sin una separación ni interrupción. Las piezas pultruidas están hechas principalmente con fibras continuas.
fibras de aramida Materiales de refuerzo avanzados hechos de nilón. Los refuerzos de fibra de aramida son resistentes y flexibles.
fibras de carbono Materiales de refuerzo avanzados con alta resistencia al calor. Las fibras de carbono pueden también soportar tensión a la tracción alta.
fieltro Lámina de material cubierto con refuerzos de fibras. Los fabricantes pueden añadir fieltro de fibras para reforzar las piezas pultruidas.
fileta Estructura con múltiples tablas para sujetar los paquetes de fibra. Las filetas se prefieren para la mayoría de trabajos de pultrusión.
forma de refuerzo Longitud y disposición de las fibras de refuerzo. Las formas comunes incluyen hilado de fibra, tela de fibra, velo y fieltro.
hilado Colección abultada no apretada de fibras continuas empacadas entre sí sobre un carrete simple. El hilado se usa ampliamente en la pultrusión.
horno de túnel Cámara larga, calentada y utilizada para curar una pieza pultruida. El largo del horno de túnel corresponde con el tiempo requerido para curar la pieza.
huecos Espacios vacíos o poros en un material compuesto que puede reducir la resistencia de la pieza. Las piezas pultruidas son susceptibles a los huecos.
inerte No reactivo. Los rellenos son sustancias inertes que pueden añadirse a las resinas de materiales compuestos para llenar espacios.
inflamabilidad Característica de un material que determina su capacidad o tendencia para encenderse o quemarse cuando se expone al fuego. Las resinas fenólicas son valiosas por su baja inflamabilidad.
inyección de resina Sistema de impregnación de resina en el cual una matriz cerrada se rellena con resina mientras las fibras de refuerzo se mantienen adentro. La inyección de resina evita que el estireno se libere en el aire.
mandril Dispositivo opcional en la pultrusión para crear piezas huecas o tubulares. Se enrollan fibras largas sobre el mandril y luego el mandril se inserta en una matriz calentada para el curado.
matriz Molde en el cual la pieza de material compuesto se forma. Las piezas pueden también curarse adentro de la matriz.
matriz de cavidad dividida Matriz de dos piezas. Las matrices de cavidad dividida se prefieren en vez de las matrices de una pieza, porque pueden abrirse para reparación y mantenimiento más fáciles.
mesa de volcado Estructura para retener, clasificar y almacenar piezas o mercancías. Las mesas de volcado tienen cuatro lados levantados para prevenir que objetos se caigan de la mesa.
moldeo de laminación Proceso de moldeo manual durante el cual el refuerzo en forma de una tela o fieltro se coloca manualmente dentro del molde y se satura con una resina. La pultrusión tiene una tasa de producción alta comparada con el moldeo de laminación, pero cuesta 75% menos.
nasa lateral Estante horizontal y plano que sujeta paquetes de fibra. Los paquetes se colocan rectos en la parte superior de la nasa y las fibras se halan desde la parte superior de los carretes.
nasas Mesas o estantes que almacenan y dispensan carretes grandes de hilado de fibra continuo. Las filetas pueden sujetar hasta varios cientos de carretes a la vez.
orientación de las fibras Dirección de las fibras. Durante la pultrusión, las fibras continuas unidireccionales a menudo se complementan con tiras de fieltro o fibras tejidas para proveer resistencia en otras direcciones.
paquetes Carretes grandes de hilado de fibras continuo. Los paquetes pueden pesar hasta 50 libras (23 kg).
perfiles Formas de piezas pultruidas. Los perfiles comunes incluyen tiras, canales, esquinas, barras y tubos.
pigmentos Polvos secos que se mezclan con una resina de compuesto para colorear la pieza de material compuesto. Los pigmentos se consideran aditivos.
poliéster no saturado Resina termoendurecible más ampliamente usada en la industria de materiales compuestos. El poliéster se prefiere para la pultrusión debido a su bajo costo, tiempo largo de empleo útil y contracción alta.
postcurado Colocación de un material compuesto que ya ha sido curado dentro de un horno y calentamiento del horno durante un tiempo prolongado. El postcurado aumenta la reticulación de la resina curada y mejora la resistencia del material compuesto.
producción en estado estable Fabricación de piezas que se caracterizan por un flujo uniforme de trabajo con el tiempo. El curado en la matriz funciona mejor para líneas de producción de estado estable.
pullwinding Variación del proceso de pultrusión en el cual las fibras se enrollan sobre un mandril y se halan a través de una matriz caliente. El pullwinding se usa para hacer piezas huecas.
pultrusión Proceso especializado usado para crear piezas de longitudes continuas que pueden cortarse a medida con sierras después del curado. La pultrusión tiene el costo más bajo de todos los métodos de procesamiento de materiales compuestos.
razón resistencia-peso Relación entre la resistencia de una material y su peso. El vidrio E tiene una razón resistencia-peso alta.
relleno Sustancia inerte que se añade a una resina simplemente para llenar el espacio. La caliza y el talco son rellenos comunes.
resina fenólica Resina termoendurecible que es altamente resistente al calor y fuego. La resina fenólica es una de las resinas más recientes usadas en la pultrusión.
resina termoendurecible Resina altamente reticulada que no puede volver a fundirse o reformarse una vez que se haya curado. El proceso de pultrusión generalmente requiere una resina termoendurecible.
resinas termoplásticas Resinas en las cuales las moléculas no se reticulan o se reticulan a un grado más leve. Las resinas termoplásticas se usan pocas veces en la pultrusión porque son menos viscosas y requieren fuerzas de tracción mucho más altas que las resinas termoendurecibles.
reticulación Desarrollo de uniones primarias que se forman entre moléculas de polímeros. Los termoendurecibles son altamente reticulados, mientras los termoplásticos no son reticulados o son reticulados a un grado más leve.
sierra voladora Tipo de sierra de corte que se mueve en sincronización con la pieza de trabajo a cortarse. Las sierras voladoras se montan sobre carros que permiten que la sierra se mueva.
sistema de alimentación Componente del sistema de pultrusión que contiene los dispositivos para contener y dispensar las fibras de refuerzo. La nasa y el estante son parte del sistema de alimentación.
sistema de impregnación de resina Dispositivos y procesos usados para cubrir las fibras de refuerzo con resina. Los sistemas de impregnación de resina en la pultrusión incluyen los baños de resina y la inyección de resina.
sistema de resina Todos de los ingredientes requeridos para crear las reacciones químicas para la reticulación y endurecimiento de la resina. Los catalizadores y endurecedores se consideran parte del sistema de resina.
sistema de retirado Medio por el cual las piezas pultruidas cortadas con sierra se quitan de la máquina de pultrusión. El sistema de retirado más simple permite que las piezas caigan sobre una mesa plana debajo de la sierra.
sistema de tirado Equipo utilizado para mover el material compuesto a través de los componentes varios de la máquina de pultrusión. El sistema de tirado puede ser un tractor oruga o puede ser un mecanismo de sujeción.
talco Mineral suave de granos finos hecho de silicato de magnesio. El talco se usa como relleno para resinas para materiales compuestos.
tela de fibra Fibras continuas que se han tejido en una tela. Los fabricantes pueden añadir tela de fibra a las piezas pultruidas de refuerzo.
temperatura de curado Medida del grado de calor requerido para solidificar una pieza de compuesto.
temperatura de la matriz Medición del calor adentro de una matriz. Durante la pultrusión, la temperatura de la matriz debería ser lo suficientemente alta para curar los materiales compuestos sin quemarlos.
tensión de tracción Carga interna a la cual una pieza está sujeta cuando se hala por una fuerza aplicada. Tanto los refuerzos de aramida como los de fibra de carbono pueden soportar cantidades altas de tensión de tracción.
tiempo de empleo útil Cantidad de tiempo que una resina catalizada se mantiene líquida y puede usarse para humedecer la fibra. El tiempo de empleo útil de la resina determina cuánto tiempo está disponible para completar un trabajo de pultrusión.
tintes Líquidos que se mezclan con la resina de compuesto para colorear la pieza de material compuesto. El tinte se considera un aditivo.
tipo de refuerzo Material del cual está hecho el refuerzo. Para la pultrusión, la fibra de vidrio, la aramida y el carbono son los materiales de refuerzo más comúnmente usados.
tirador de abrazadera doble Dispositivo en la máquina de pultrusión que aplica una fuerza de tirado relativamente alta sobre un área pequeña. Un conjunto de abrazaderas sujeta y hala la pieza de trabajo mientras el otro conjunto se suelta, parecido como cuando una persona hala una cuerda palmo a palmo.
tirador de abrazadera oscilante Dispositivo que aplica una fuerza de tirado relativamente alta sobre un área pequeña. Un conjunto de abrazaderas sujeta y hala la pieza de trabajo mientras el otro conjunto se suelta, parecido como cuando una persona hala una cuerda palmo a palmo.
tiras Piezas pultruidas que son relativamente largas, planas y estrechas.
tractor oruga Dispositivo en la máquina de pultrusión que aplica una fuerza de tirado relativamente baja sobre un área grande. Las correas se presionan contra la pieza de compuesto mientras giran separándose, moviendo la pieza hacia delante.
tubos Piezas pultruidas en la forma de un cilindro hueco.
unidireccionales Que tiene una sola orientación. El hilado de fibra es unidireccional.
velo Tela de fibra de vidrio delgada hecha de hilos muy finos. El velo puede añadirse durante el proceso de pultrusión para reforzar la pieza de material compuesto o para mejorar su apariencia.
velocidad de la línea Tasa a la cual los materiales compuestos son pultruidos en piezas sólidas. La velocidad de la línea describe qué tan rápidamente se fabrica una pieza desde el tiempo en que las materias primas entran en el sistema de alimentación al tiempo en el que la pieza de trabajo está curada completamente.
vidrio E Fibra de vidrio con buenas propiedades generales usadas para materiales compuestos tradicionales. Las fibras de vidrio generalmente se clasifican en vidrio E, vidrio S y vidrio C.
viniléster Resina termoendurecible que comparte las cualidades comunes con resinas de poliéster y de epoxi. El viniléster es más tenaz y más caro que el poliéster, pero no tan tenaz ni tan caro como la epoxi.