Un plástico reforzado está constituido por una matriz de resina polimérica combinada con algún agente de refuerzo. La matriz polimérica permite la conformación del material, dándole cohesión, y las fibras de refuerzo confieren propiedades mecánicas como resistencia y rigidez. Las fibras de refuerzo más utilizadas en aplicaciones para ingeniería son las de vidrio y las de carbono, pudiendo recurrir para aplicaciones específicas las fibras de boro o aramida.

Normalmente el material compuesto está formado por la matriz polimérica y un solo tipo de fibras, de diferente tamaño (cortas, continuas) y disposición (unidireccional, trenzada), siendo menos común la combinación de fibras de distinta naturaleza (vidrio y carbono).

La utilización de los materiales compuestos se ha incrementado en diversos campos de la ciencia y la tecnología debido a su elevada rigidez y resistencia específica, bajo peso, buena resistencia al desgaste y la corrosión, estabilidad dimensional, excelente relación resistencia a fatiga/peso y propiedades direccionales, ofreciendo claras ventajas sobre los materiales convencionales como componentes resistentes o estructurales en un gran número de aplicaciones en los sectores de aeronáutica, automoción, construcción de máquinas y biomecánica. La mayor funcionalidad y la menor necesidad de mantenimiento son también dos razones adicionales para el desarrollo de estos materiales.

Las fibras de vidrio constituyen el refuerzo utilizado de forma mayoritaria debido a que reducen la tasa de expansión, incrementan el módulo de elasticidad, tienen características deseables como su alta rigidez y durabilidad y resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión y su bajo precio.

Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan ampliamente en diversas estructuras como aeronaves, robots, máquinas y prótesis. Estas aplicaciones requieren de una alta calidad superficial, incluyendo exactitud y integridad superficial.

El maquinado en torno

La utilización de los materiales compuestos de matriz polimérica requiere el desarrollo de adecuados proceso de fabricación para obtener componentes mecánicos con características dimensiónales rigurosas.

Los procesos de conformación primarios utilizados son numerosos (inyección, extrusión, bobinado, etc) y dependen tanto de la naturaleza termoplástico o termoestable del material como de la propia aplicación concreta (forma de la pieza, prestaciones deseadas, imperativos de producción). Por procesos de conformación secundarios entendemos las diferentes operaciones de maquinado (torneado, fresado, taladrado). El maquinado es un proceso de fabricación en el cual se utiliza una herramienta de corte para eliminar el exceso de material hasta conseguir la forma y dimensiones deseadas. En los últimos años ha crecido el interés por el maquinado de los materiales compuestos mediante técnicas convencionales y los esfuerzos han ido encaminados a predecir las fuerzas de corte observando los modos de fractura que cusan la separación de la viruta.

El torneado es una de las operaciones de maquinado mas utilizadas en la industria para producir una gran variedad de componentes de acuerdo con especificaciones estrictas de diseño. Las superficies de los acoplamientos mecánicos para diversas aplicaciones tribiologicas se consiguen en la actualidad mediante operaciones de torneado.

El proceso de torneado de los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras es diferente al de los metales y el cuerpo de conocimientos teórico y experimental de los metales no es aplicable directamente.

Los materiales compuestos contienen dos fases con propiedades mecánicas y térmicas muy diferentes, que se traducen en interacciones complejas entre la matriz y el refuerzo.

Las propiedades físicas y térmicas del material compuesto dependen del tipo, porcentaje y orientación de la fibra, de las propiedades de la matriz polimérica así como de la variabilidad de la propia matriz.

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El proceso de extrusión del plástico

El plástico se compone de grandes moléculas formadas por la unión de otras más sencillas y resulta muy útil en la producción, envase y embalaje de múltiples productos. El plástico se consigue a través de la reacción química de derivados del petróleo y se moldea mediante el calor o la presión.

El proceso de extrusión

Los termoplásticos se fabrican utilizando el extrusor, una máquina que procesa estos materiales. La materia prima en forma de granos pequeños se introduce por un embudo en un cañón calentado, donde un cilindro con rosca de tornillo la transporta a lo largo del tubo.

El material se va fundiendo, por lo que ocupa menos espacio, y va saliendo por un extremo. Posteriormente, la fabricación del plástico se completa mediante dos procesos: la extrusión combinada con soplado y el moldeo con inyección a presión.

Moldeo con inyección a presión

El material de plástico se calienta hasta el punto de fusión, se inyecta a una alta presión en moldes con refrigeración, donde se enfría y se solidifica con la forma del objeto. El molde se construye en dos mitades que se separan después de la inyección para retirar el artículo de plástico. El proceso genera residuos sólidos, filtraciones de aceites hidráulicos y la utilización de aceites de refrigeración de herramientas.

Extrusión combinada con soplado

La materia prima plástica se funde y se procesa a través de una boquilla. Luego, mediante una serie de operaciones auxiliares, se obtienen los productos de material plástico. Este proceso incluye la generación de desechos sólidos, la utilización de agua para el enfriamiento, y, en algunos casos, de disolventes químicos que emiten compuestos orgánicos volátiles responsables de la formación del ozono troposférico.

Para realizar el proceso de inyección, se requiere de una máquina inyectora, molde, periféricos y materia prima. Una vez definido el diseño, proceso, material, periféricos para la manufactura del producto, se debe considerar el numero de cavidades del molde, ya este es directamente proporcional al costo, tanto del molde como de la producción de la pieza.

Diseño de moldes extrusión-soplo

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Nuevo ampliante de refuerzo para recubrimientos industriales de alto desempeño: Mica Suzorite

Que es la mica Suzorite?

La mica Suzorite ® es un material único, extraído de un depósito de 30 millones de toneladas en el norte de Québec. A diferencia de las micas muscovitas comunes, la mica flogopita Suzorite ® se encuentra a una pureza de 80-90% en peso y es purificada hasta el 99%

Composición de la Mica Suzorite

La mica Suzorite ® es un silicato de aluminio, potasio y magnesio.

Ventajas de la mica en recubrimientos

Ventajas de la mica Suzorite ® sobre otras micas

Especificaciones de las Micas Suzorite

Las micas Suzorite ® molidas enérgicamente 200 HK y 325 HK son los grados preferidos para uso en recubrimientos. Hojuelas más grandes como 40S, 60S pueden usarse en recubrimientos resistentes a la corrosión aplicados a mano o por aspersión para equipo de proceso en vehículos de dos componentes epóxico y poliéster termofijo.

Por su color, la mica Suzorite ® no puede usarse en pinturas comerciales de colores claros. No obstante puede emplearse en los siguientes tipos de recubrimientos:

Recubrimientos ricos en zinc

La mica Suzorite ® puede utilizarse para reemplazar de 5 – 10% del polvo de zinc en recubrimientos de ese tipo. Por su baja gravedad específica y bajo costo, se logran ahorros en costo de formulación. Las pruebas de rocío salino han dado resultados iguales o superiores que los de recubrimientos ricos en zinc sin dosificar, probablemente debido al reforzamiento de la película por las hojuelas y a la reducción de penetración de agua salada.

Por su bajo contenido de agua reactiva, la mica Suzorite ® es un ampliante único para recubrimientos ricos en zinc en empaque individual ya que se evita el gaseo.

Poliuretano reactivo

Por su bajo contenido de humedad, la mica Suzorite ® no causa burbujeo en acabados de poliuretano reactivo de uno o dos componentes. El efecto de “escama de pez” de mica Suzorite ® de alta proporción dimensional disminuye la permeabilidad a la humedad y endurece las películas de poliuretano.

Proveedores de Mica Suzorite

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A continuación le presentamos a Koprimo, proveedor de Mica Suzorite:

Koprimo S. A. De C. V., es una empresa dedicada a comercializar productos químicos y minerales producidos por empresas líderes en su ramo, para satisfacer las necesidades de los clientes actuales y potenciales.

Koprimo es representante de Zemex (FELDSPAR Corporation).

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