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Los sectores de transporte y movilidad se centran, cada vez más, en el desarrollo de nuevos materiales con el objetivo de reducir peso y reducir el consumo de combustible de los vehículos, sin comprometer las propiedades mecánicas de los componentes finales. Durante los últimos años se han multiplicado los esfuerzos de I+D en la obtención de estructuras de elevadas prestaciones mecánicas y de bajo coste. Es en este ámbito en el que se enmarca el proyecto LightComp, desarrollado por el Instituto Tecnológico Textil, AITEX, cuyo objetivo principal es el desarrollo de materiales compuestos de bajo peso para su uso en el sector transporte.
Una de las principales líneas de trabajo de AITEX en el proyecto LightComp se ha centrado en el uso de refuerzos textiles de carácter sostenible para la fabricación de piezas tanto estructurales como estéticas, de aplicación en el interior y el exterior del vehículo, obteniéndose este tipo de refuerzos mediante diversas tecnologías.
Hoy en día, nos encontramos inmersos en una revolución en curso hacia una movilidad más limpia, y es por esto por lo que recientemente se ha incrementado el atractivo de soluciones de refuerzo de origen natural y sostenible para el aligeramiento de estructuras, suponiendo una reducción en peso de hasta un 50%, y la reducción del uso de plástico hasta en un 70% en la construcción de elementos, tales como los paneles interiores de automoción. De este modo, es posible reducir tanto el impacto nocivo que producen los materiales utilizados en el medio ambiente, como el consumo de combustible derivado de la reducción en peso.
En términos económicos, la solución es rentable y podría integrarse perfectamente en líneas de producción, ya que la fabricación de materiales compuestos puede llevarse a cabo mediante distintas tecnologías en función de la naturaleza de los refuerzos seleccionados y de las propiedades objetivo. Para su desarrollo pueden emplearse fibras que pueden ir desde la fibra de vidrio hasta fibras naturales, pasando por tejidos de altas prestaciones y elevado coste como la fibra de carbono.
En este aspecto, en el proyecto LightComp se han utilizado principalmente dos tipologías de refuerzos de carácter sostenible. La primera de ellas consiste en el uso de no tejidos fabricados a partir de fibra de carbono reciclada. La fibra de carbono genera anualmente un gran número de residuos industriales en forma de retales que se depositan en vertederos, de forma que se les da una segunda vida útil mediante su uso para la fabricación de piezas con requerimientos mecánicos inferiores a las piezas fabricadas con tejidos de fibra de carbono. Este tipo de fibras puede utilizarse tanto para procesos de fabricación de composites termoestables como para la fabricación de composites termoplásticos. En cuanto al segundo grupo de refuerzos sostenibles, consiste en tejidos fabricados a partir de fibras naturales como es el lino. La principal característica de este tipo de fibras es que, además de ofrecer muy buenas propiedades mecánicas a un coste relativamente bajo, provienen de origen natural favoreciendo un desarrollo sostenible.
Uno de los principales puntos diferenciadores durante la ejecución del proyecto LightComp2020 ha sido la combinación de refuerzos comerciales de carácter sostenible, con el uso de la tecnología de bordado Tailored fibre placement (TFP) para la mejora de las propiedades estructurales de los refuerzos, ya que esta técnica ofrece un gran potencial para su uso en composites de altas prestaciones, pues permite alinear y disponer los hilos en la orientación deseada con total libertad de movimientos, pudiendo disponer los refuerzos a medida según las necesidades de la pieza final.
En concreto, en el proyecto LightComp se ha empleado la biomimética para disponer las fibras naturales que ejercerán de refuerzo de las piezas siguiendo formas que se pueden encontrar en la naturaleza.
La versatilidad de la tecnología TFP ha permitido reducir las capas de tejido hasta en un 50%, creando así un proceso de colocación simplificado y que disminuye el número de capas de refuerzo y la cantidad de resina. Además, permite la integración de hilos de diversas características, siendo empleado en este caso para añadir a dichos refuerzos hilos conductores que dotan de funcionalidad añadida al producto final.
Posteriormente a la obtención de los refuerzos textiles mediante TFP, se ha trabajado en el desarrollo de los materiales compuestos propiamente dichos. Para este trabajo se han utilizado dos procesos de fabricación como son la infusión de resina asistida por vacío (VIP) y el moldeo por transferencia de resina (RTM).Estos procesos están muy extendidos en la industria de los materiales compuestos, principalmente en sectores como la automoción, el transporte o la aeronáutica, entre otros.
LINK: https://www.aitex.es/portfolio/lightcomp_2020
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