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Al ataque de la fibra
Los materiales compuestos de fibra como GRP (plástico reforzado con fibra de vidrio) y CFRP (plástico reforzado con fibra de carbono) son relativamente nuevos en ingeniería y diseño industrial. A menudo, ambos pueden procesarse con mayor precisión que los metales y, por lo tanto, son alternativas populares al acero inoxidable y Co. También porque ambos polímeros son muy ligeros y, sin embargo, particularmente robustos. De estos contenidos puede averiguar por qué GRP y CFRP necesitan herramientas especiales para cortar y rectificar en el posprocesamiento y de qué se trata la fibra. También puede leer por qué la congestión cuando se procesan plásticos reforzados con fibra es un producto de desecho bienvenido y cómo se puede eliminar la suciedad de CFRP y GFRP.
GRP y CFRP: la óptima solución para lotes pequeños y prototipos
El vidrio y los plásticos reforzados con carbono son productos semiacabados y se procesan mediante diversos métodos de fabricación, como la inyección de fibras, la laminación manual o el denominado proceso de inyección de resina (RTM para el moldeo por transferencia de resina). Las resinas aplicadas protegen las fibras de las influencias externas y preservan la forma de la pieza o componente. A diferencia de los metales, que casi no necesitan ser mecanizados después de procesos como la embutición profunda, tanto el CFRP como el GFRP requieren un intenso procesamiento posterior. En cuanto a la eficiencia, puede decirse (aunque de manera muy generalizada) que los plásticos reforzados con fibras son menos costosos para la producción de pequeños lotes o de una sola vez, mientras que la producción en serie es más rentable para los componentes hechos de metales.
Plástico - un material verdaderamente versátil
El uso en la construcción de barcos es una de las aplicaciones más populares, especialmente para el GRP - los ingenieros aprecian su buena formabilidad en la construcción ligera para barcos de todo tipo. Ya sean laminados a medida, cascos o mástiles fabricados individualmente y otras superestructuras: en la construcción de barcos, donde el peso y la resistencia son igual de importantes, el GRP y el CFRP son indispensables. Un profesional como usted, está ciertamente familiarizado desde hace mucho tiempo con los aspectos positivos de la buena formabilidad de ambos polímeros. El GRP y el CFRP son especialmente atractivos cuando se trata del diseño individual de soluciones de recintos. Los ingenieros de la industria aeronáutica, por ejemplo, conceden especial importancia al aumento de la rigidez y la resistencia. El CFRP es el principal material utilizado aquí, ya que permite una construcción muy ligera y, por tanto, la eficiencia energética. Por cierto, los diseñadores de turbinas eólicas también aprecian esta propiedad. Y como todo lo que es ligero se mueve de una manera más eficiente en cuanto a energía, los componentes CFRP también se están utilizando cada vez más en muchas áreas de la industria automotriz.
Un mecanizado posterior es indispensable
El mecanizado de los plásticos reforzados con fibra es todo un desafío. La razón: la falta de homogeneidad del material y las propiedades significativamente diferentes de la fibra y la matriz. Además, la fibra es muy abrasiva, por lo que es inevitable un alto desgaste de la herramienta. Como polímeros, ambas sustancias tienen mala conductividad térmica. Por lo tanto, preste atención a la disipación de calor y, idealmente, al enfriamiento durante el procesamiento. Esta es la única forma de evitar efectos negativos como la expansión térmica o altas presiones de sujeción.
Al procesar CFRP y GFRP, surgen ciertos riesgos, especialmente cuando se trabaja manualmente y no a máquina, debido al polvo de partículas que se produce cuando los polímeros se cortan y muelen. Estos polvos no solo aumentan el riesgo de explosión e incendio. También se debe evitar la inhalación usando equipo de protección personal y una mascarilla adecuada para la boca y la nariz. El buen equipo de protección también evita que su piel quede sometida en áreas expuestas a GRP / CFRP.
Corte de plásticos reforzados con fibra: Fin del ciclo de vida
Si se quiere serrar plásticos reforzados con fibras, el primer paso es deslaminar la superficie cortada, teniendo en cuenta las posibles inclinaciones del material. Asegúrese de que haya suficiente enfriamiento. La herramienta que utiliza depende del resultado deseado: Si sólo quiere separar los dos materiales para p.ej. deshacerse de él, todo lo que necesita es una sierra. Para los cortes de contorno y los trabajos finos, se requieren herramientas específicas, sobre todo de diamante, con las que se pueden realizar los cortes de forma aún más precisa.
Tanto el CFRP como el GRP tienen una tendencia a deshilacharse, por lo tanto, elija sus herramientas cuidadosamente y consulte a los expertos si es necesario.
Rectificado de GRP y CFRP
Cuando se fabrican componentes a partir de plásticos reforzados con fibras, se suelen fabricar lo más cerca posible de su forma final. En términos de procesos de mecanizado que producen virutas, como el rectificado por ejemplo, el volumen de las mismas tiende a ser bastante bajo. En la mayoría de los casos, el CFRP y el GRP sólo se desbarban, se fresan lateralmente, se taladran o se cortan. En lo que respecta a la presión y la velocidad de procesamiento, se aplica lo siguiente:
- Durante el mecanizado, ya sea desbarbado, esmerilado abrasivo o limpieza previa gruesa, preste atención a las velocidades lentas y a la presión de contacto moderada y compruebe cuidadosamente de antemano qué tipo de plásticos se utilizan - los termoplásticos reaccionan de manera diferente a los duoplásticos. En ambos casos los plásticos reforzados con fibra tienen un efecto altamente abrasivo - es característico el rápido desgaste de las herramientas de lijado y corte.
- Por esta razón, asegúrese de que la calidad de las herramientas sea buena y utilice herramientas de diamante (electrochapado o con punta de PCD), por ejemplo. Sus smplios canales de evacuación de viruta facilitan el mecanizado de polímeros reforzados con fibras, así como las fresas con geometrías especiales.
- Fíjese en las herramientas para el mecanizado del aluminio. Al igual que el aluminio, el CFRP y el GRP deben lubricarse. Las herramientas de rectificado de poro abierto, las herramientas con recubrimientos abrasivos y el grano de SiC con buenas propiedades de corte son, por lo tanto, una buena opción para un mecanizado limpio, incluso con materiales compuestos.
- Nunca olvide su equipo de protección personal, porque las partículas de los polímeros representan un peligro para su salud y la de sus empleados.
Soldadura de GRP y GFRP
A diferencia de los metales, los plásticos reforzados con fibras no se pueden soldar fácilmente con los métodos convencionales. Los métodos de unión de compuestos reforzados con fibras mediante láser están ganando cada vez más aceptación, pero actualmente sólo se utilizan en la investigación. Hoy en día, la unión de forma o de bloqueo de material es uno de los procesos establecidos industrialmente. Los materiales reforzados con fibras se pegan, remachan o atornillan en la producción en masa.
Pulido GRP y CFRP: por qué el polvo no es necesariamente un material de desecho
El pulido significa un lijado muy fino y requiere herramientas y abrasivos que cierren hasta los más pequeños poros de la superficie del GFRP y GRP. En el proceso, parte de la abrasión se evapora, mientras que la otra llena los poros y ranuras de la superficie de los plásticos reforzados con fibras. Se puede lograr un mayor sellado con cera.
Limpieza de GRP y CFRP
Como profesional sabe: especialmente con los plásticos reforzados con fibras, el límite entre los agentes de limpieza, cuidado y pulido no siempre es fácil de determinar. Algunos aditivos se muelen y así eliminan la suciedad, mientras que otros se muelen menos y sellan la superficie. Cuando se cuida el GRP y CFRP, la transición de la limpieza al pulido y sellado de los plásticos reforzados con fibras es fluida. Dependiendo del componente y la fibra, se utiliza una amplia variedad de herramientas y abrasivos, utilizando presiones de contacto y velocidades de rotación individuales.
FAQ – lo que definitivamente debería saber sobre los plásticos reforzados con fibras
Trabajo con plásticos reforzados con fibra. ¿Qué productos / tecnologías recomienda para obtener buenos resultados?
¿Qué velocidad de corte elijo al cortar el GRP y el CFRP?
¿Es necesaria una máscara para el procesamiento de plásticos reforzados con fibras?
¿Qué abrasivos son los más adecuados para lijar con la lijadora excéntrica las superficies de plástico o de GRP?
¿Tiene más preguntas sobre el rectificado de GRP y CFRP?
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