PULTRUSIÓN

El proceso de pultrusión es un método de producción en continuo en el que las fibras de refuerzo, solas o en forma de mallas, se extraen a través de un molde calentado y se endurecen. En este proceso, el moldeado se produce al mismo tiempo que la reticulación de la resina. El proceso de pultrusión garantiza la máxima flexibilidad en el diseño de perfiles de PRFV. Se pueden fabricar piezas de hasta 1200 mm de anchura y 350 mm de altura. Debido a la fabricación continua sin interrupciones, las dimensiones de longitud solo están limitadas por las posibilidades de envío o

las posibilidades de transporte. Las bobinas de roving y las mallas de fibra de vidrio se disponen en un bastidor portabobinas. El roving puede extraerse desde el interior o desde el exterior. En el caso del desenrollado desde el exterior, mediante soportes de bobinas con rodamientos de bolas y dispositivos de frenado mecánicos, se garantiza un guiado preciso del roving con pretensado. En el desenrollado desde el interior, los rovings se guían inmediatamente detrás del bastidor de bobinas a través de un par de barras fijas dispuestas en escalón.

La fricción aplica la pretensión al roving; se rompe el apresto y los roving se despliegan. Si los roving se extraen sin pretensión, se retuercen, lo que dificulta la impregnación con resina, así como a una pérdida de resistencia en el perfil acabado. Para la alimentación de estructuras planas, como, por ejemplo, no tejidos, mallas o tejidos, se utiliza otra estantería. El material de refuerzo, aún seco, se va reuniendo gradualmente mediante varias unidades de desvío.

Para ello, los distintos materiales se guían a través de placas dispuestas en serie con patrones de orificios. Estos patrones de orificios se van acercando cada vez más a la forma del perfil deseado. De este modo se garantiza que las distintas estructuras textiles se coloquen en la disposición correcta sin entrar en contacto entre sí; una vez que los distintos materiales de refuerzo se encuentran en la disposición correcta, pasan por la unidad de impregnación. A continuación, se unen en su posición definitiva y se introducen en el molde.

Se distinguen tres procedimientos diferentes de impregnación: en el procedimiento de cuba, las fibras de refuerzo se introducen desde arriba en el baño de impregnación de resina y se retiran. La impregnación propiamente dicha se lleva a cabo mediante varias rodillas de desvío en el baño de resina. Este procedimiento, también habitual en la técnica de bobinado, es probablemente el método de impregnación más común para la fabricación de perfiles extruidos, especialmente para aquellos con secciones transversales sencillas.

El procedimiento de extrusión se utiliza sobre todo en la fabricación de perfiles con secciones transversales complejas. El material de refuerzo se hace pasar por el baño de resina sin ningún tipo de desviación. Para ello, se colocan en los lados de entrada y salida del baño placas perforadas que se ajustan a la forma del perfil. A través de estas aberturas, los materiales de refuerzo se introducen en el baño de resina y se extraen de él. La resina que sale durante el proceso se recoge en una cubeta y se bombea de nuevo al baño de resina.

En el procedimiento de inyección, los rovings y las mallas se hacen pasar a través de la herramienta de impregnación sin desviaciones. Esta herramienta tiene la forma del perfil que se va a fabricar y se ensancha en su interior. En este espacio hueco se inyecta la resina de reacción desde ambos lados a una presión de entre 2 y 15 bar. Para una mejor distribución de la resina y para evitar el denominado «infeed», se utilizan placas de guía que conducen de forma ordenada las fibras y las telas impregnadas hacia la herramienta.

En este punto, se retira el exceso de resina de los materiales de refuerzo y se devuelve al baño de resina. Tras la impregnación con resina de los materiales de refuerzo, estos se hacen pasar a través de un molde de acero calentado que les da forma. En el molde se han integrado varias zonas de calentamiento y enfriamiento regulables por separado. El material impregnado de resina se compacta fuertemente en la entrada del molde para su conformado. La resina entra en el molde en estado frío.

El aumento de temperatura en el molde de acero, que se mantiene a una temperatura constante, pone en marcha la reacción de la resina. El sistema de matriz termoendurecible adquiere una consistencia gelatinosa. En esta fase se moldea el perfil, se calibra a la cota final y se endurece. La energía liberada durante el endurecimiento debe disiparse a través de un tramo de enfriamiento. Los plásticos son muy malos conductores del calor. Por este motivo, hay que asegurarse de que, especialmente en el caso de perfiles de pared gruesa, la temperatura en el interior del perfil no alcance valores inadmisibles debido a la reacción exotérmica, lo que podría afectar a las propiedades mecánicas.

Los parámetros de proceso más importantes en esta fase son las velocidades de extrusión y la temperatura de curado. Otros factores que influyen en la calidad de los productos semiacabados son el comportamiento de contracción de los sistemas de matriz, la viscosidad de la resina y la cinética de la reacción, así como el contenido de fibra, que puede alcanzar hasta un 70 % en masa. El dispositivo de extracción tiene la función de extraer el perfil de la matriz. Para ello se suelen utilizar pares de pinzas que, de forma alterna, sujetan el perfil, lo extraen y, a continuación, lo devuelven a la posición inicial (extracción recíproca).

Las fuerzas de extracción que se generan al pasar el laminado por el baño de impregnación y el molde pueden ser muy elevadas, por lo que debe haber una cantidad suficiente de mechas en el laminado. Los rovings actúan prácticamente como tirantes. Las fuerzas de tracción dependen principalmente de la superficie de la sección transversal y la circunferencia, del contenido de fibra deseado, de la geometría, de la posición y la extensión de la fase de gel en la herramienta, de la velocidad de tracción y de las resistencias debidas a los cambios de dirección.

Con una sierra que gira de forma sincronizada, los perfiles se cortan a la longitud deseada. Resina (tiempo de gelificación) Material de refuerzo