El moldeo por transferencia ( BrE : transfer moulding ) es un proceso de fabricación en el que el material de fundición se introduce a presión en un molde . El moldeo por transferencia se diferencia del moldeo por compresión en que el molde está cerrado [1] en lugar de abierto al émbolo de llenado, lo que da como resultado tolerancias dimensionales más altas y un menor impacto ambiental . [2] En comparación con el moldeo por inyección , el moldeo por transferencia utiliza presiones más altas para llenar uniformemente la cavidad del molde. Esto permite que las matrices de fibra de refuerzo más gruesas se saturen más completamente con resina . [2] Además, a diferencia del moldeo por inyección, el material de fundición del molde de transferencia puede comenzar el proceso como un sólido . Esto puede reducir los costos del equipo y la dependencia del tiempo . El proceso de transferencia puede tener una tasa de llenado más lenta que un proceso de moldeo por inyección equivalente . [2]
Las superficies interiores del molde pueden estar recubiertas de gel . Si se desea, el molde se carga previamente con una matriz o preforma de fibra de refuerzo. [2] El contenido de fibra de un compuesto moldeado por transferencia puede ser tan alto como 60% en volumen . El material de relleno puede ser un sólido precalentado o un líquido . Se carga en una cámara conocida como el recipiente. Un ariete o émbolo fuerza el material desde el recipiente hacia la cavidad del molde calentada. Si la materia prima es inicialmente sólida, la presión de forzamiento y la temperatura del molde la funden. Se pueden utilizar características estándar del molde, como canales de bebedero, una compuerta de flujo y pasadores de expulsión. El molde calentado asegura que el flujo permanezca líquido para un llenado completo. Una vez lleno, el molde se puede enfriar a una velocidad controlada para un curado termoendurecible óptimo.
La industria identifica una variedad de procesos dentro de la categoría de moldeo por transferencia. Existen áreas de superposición y las distinciones entre cada método pueden no estar claramente definidas.
El moldeo por transferencia de resina (RTM) utiliza una resina termoendurecible líquida para saturar una preforma de fibra colocada en un molde cerrado. El proceso es versátil y permite fabricar productos con objetos incrustados, como núcleos de espuma u otros componentes, además de la preforma de fibra. [3]
El moldeo por transferencia asistido por vacío (VARTM) utiliza un vacío parcial en un lado de una estera de fibra para atraer la resina hacia adentro hasta saturarla por completo. El VARTM utiliza fuerzas de émbolo más bajas, lo que permite que el moldeo se realice con equipos más económicos . El uso de vacío puede permitir que la resina fluya adecuadamente y/o se cure sin calentar. [4] Esta independencia de la temperatura permite que las preformas de fibra más gruesas y las geometrías de producto más grandes sean económicas . El VARTM puede producir piezas con menos porosidad que el moldeo por transferencia regular con un aumento proporcional en la resistencia de la fundición. [1]
También llamado micromoldeo por transferencia, el micromoldeo por transferencia es un proceso que utiliza un molde para formar estructuras de transferencia tan pequeñas como 30 nm sobre películas delgadas y microcircuitos. [5] A diferencia del moldeo por transferencia a escala normal, la microforma se puede utilizar y se utiliza tanto con metales como con no metales. [6]
Limitar los defectos es fundamental a la hora de producir comercialmente cualquier tipo de material. El moldeo por transferencia no es una excepción. Por ejemplo, los huecos en las piezas moldeadas por transferencia reducen significativamente la resistencia y el módulo. [7] También pueden aparecer defectos cuando se utilizan fibras alrededor de esquinas agudas. El flujo de resina puede crear zonas ricas en resina en el exterior de estas esquinas. [8]
Distribución de presión
Existen varios factores que contribuyen a la formación de huecos en el producto final del moldeo por transferencia. Uno de ellos es la distribución no uniforme de la presión entre el material que se presiona en el molde. En este caso, el material se pliega sobre sí mismo y genera huecos. Otro son los huecos en la resina que se introduce a presión en el molde de antemano. Esto puede resultar obvio, pero es un factor principal. Las medidas que se deben tomar para limitar la formación de huecos incluyen presionar la resina a alta presión, mantener la distribución uniforme de las fibras y utilizar una resina base de alta calidad y debidamente desgasificada.
Esquinas afiladas
Las esquinas agudas son un problema en todos los procesos de fabricación basados en moldes, incluida la fundición. En concreto, en el moldeo por transferencia, las esquinas pueden romper las fibras que se han colocado en el molde y pueden crear huecos en el interior de las esquinas. Este efecto se demuestra en la Figura 3 a la derecha. El factor limitante en estos diseños es el radio de la esquina interior. [8] Este límite del radio interior varía según la selección de resina y fibra, pero una regla general es que el radio sea de 3 a 5 veces el espesor del laminado. [8]
El material más comúnmente utilizado para el moldeo por transferencia es un polímero termoendurecible. Este tipo de polímero es fácil de moldear y manipular, pero al curarse, se endurece hasta adquirir una forma permanente. [9] En el caso de piezas moldeadas por transferencia homogéneas simples, la pieza simplemente se fabrica con este sustrato plástico. Por otro lado, el moldeo por transferencia de resina permite fabricar un material compuesto colocando una fibra dentro del molde y, posteriormente, inyectando el polímero termoendurecible. [10]
Los defectos conocidos como huecos y resina seca (en el caso del moldeo por transferencia de resina) son posibles en el moldeo por transferencia y, a menudo, se ven exacerbados por materiales de alta viscosidad. Esto se debe a que un plástico de alta viscosidad que fluye a través de un molde delgado puede pasar por alto áreas vacías enteras, dejando bolsas de aire. Cuando se dejan bolsas de aire en presencia de fibra, esto crea un área "seca", que evita que la carga se transfiera a través de las fibras en el área seca.
Los materiales que se utilizan para el plástico suelen ser poliuretanos o resinas epoxi. Ambos son blandos y maleables antes del curado, y se vuelven mucho más duros después del fraguado. Los materiales que se utilizan para las fibras varían ampliamente, aunque las opciones más comunes son las fibras de carbono o de kevlar, así como las fibras orgánicas, como el cáñamo. [11]
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