CHAPTER 21: REUSABLE AUXILIARY MATERIALS. ALTERNATIVE VACUUM BAGS

1 - INTRODUCCIÓN

Muchos de los procesos de fabricación de piezas estructurales en composite polimérico requieren de una serie de materiales auxiliares, también denominado consumibles, que, en su mayoría, no pueden ser reutilizados para una segunda fabricación. La causa principal es su contaminación por contacto directo con la resina, encontrarse pegados entre sí o incluso rasgados o rotos.

Dentro de los materiales auxiliares están las tuberías para la distribución de la resina y para hacer el vacío, conectores, bolsa de vacío, masilla de cierre, tejidos “pelables”, mayas de distribución, manta de absorción y film de sangrado entre otros. Cada uno de estos productos está fabricado con diferentes materiales en función de las condiciones y su finalidad dentro del proceso de manufactura.

Así, por ejemplo, las bolsas de vacío convencionales están compuestas de 3 capas: Un copolímero y una película interior de PA impermeable al estireno. En la figura 1 se incluyen imágenes de diferentes materiales auxiliares utilizados en la fabricación de composites.

Bolsa de vacío	Masilla de cierre	Tejido pelable	Tubería de distribución
Maya de distribución	Manta de absorción	Film sangrador	Fittings y conectores

Figura 1: Materiales auxiliares utilizados en la fabricación de composites. Fuente: Resinas Castro

Como se muestra en la tabla 1, cada material auxiliar está fabricado con diferentes materias primas, en su mayoría termoplásticos. En algunos casos, como en los films o bolsas, están formados por varios films de diferente termoplásticos difíciles de separar por medios mecánicos.

Materiales auxiliares	Materias primas
Bolsa de vacío	Poliamida, multicapa polietileno y poliamida, termoplásticos elastoméricos
Masilla de cierre	Elastómero (caucho butílico),
Tejido pelable	Poliamida, poliester
Tubería de distribución	Polietileno de baja densidad, polietileno alta densidad, silicona
Maya de distribución	Poliester, multicapa poliester - polietileno
Manta de absorción	Poliamida, poliester o tejido mixto poliamida-poliester
Película de sangrado	Polietileno, polimetilpentano, politetrafluoroetileno
Fittings y conectores	Metálicos, polietileno de alta y baja densidad

Tabla 1: Ejemplo de materias primas utilizadas en la fabricación en los diferentes materiales auxiliares.

Por lo tanto, el reciclado de cada uno de estos materiales tiene una gran complejidad, no sólo por su contaminación con la resina o fibra sino también porque están compuestos por varios materiales difíciles de separar de manera mecánica antes de su reciclado.

En los últimos años, se están buscando alternativas más sostenibles que permitan reutilizar alguno de los consumibles para nuevas fabricaciones y así reducir de manera significativa la cantidad de residuo generado.

Una de las soluciones de mercado actuales, son las bolsas o membranas de silicona que se pueden aplicar directamente en el molde y así conseguir un contramolde elástico y reutilizable. Esta alternativa tiene viabilidad económica para la fabricación de un número elevado de piezas ya que su coste inicial es mayor que las bolsas de vacío convencionales. Sin embargo, como ventaja, se puede señalar la facilidad de uso y la reducción de tiempos de colocación. Además, el empleo de bolsas de vacío de silicona permite reducir o eliminar alguno de los consumibles tradicionales, como el tejido pelable (peel play) o la película de separación.

Se pueden identificar dos tipologías principales; las bolsa o membranas de silicona fabricadas utilizando el molde como modelo y las láminas de silicona. En el caso de la bolsa de vacío de silicona, esta adopta la forma de la geometría a conformar de manera irreversible y, por lo tanto, sólo se podrá utilizar para fabricar una única geometría. Por otro lado, en el caso de las láminas, estas pueden ir sujetas a un marco y el propio sistema de vacío provoca la adopción de la geometría a conformar y, una vez eliminado el vacío la membrana, vuelve a su estado original.

En ambos casos, es posible fabricar hasta 100 piezas, incluso más, si se hace un buen uso durante el procesado del composite.

Sin embargo, para la elección de una u otra se deberán tener en cuenta varios factores como el tamaño de pieza, la geometría a conformar, el número de piezas a fabricar, así como la especialización de los técnicos.

A partir de estos dos conceptos y teniendo en cuenta la pieza y el proceso de fabricación, es posible encontrar en el mercado diferentes soluciones basadas en siliconas como; bolsas tipo sobre, bolsas de silicona con marco, mesa con membrana de silicona, intensificadores o vejigas entre otras. La figura 2, muestra varios ejemplos de siliconas utilizadas para la fabricación de composites.

Figura 2: Bolsa o membra de silicona: a) Silicona con forma b) Lámina de silicona. Fuente: Smooth on y Vacform Composites

2 - RESUMEN Y CONCLUSIONES

Los procesos en los que los materiales auxiliares son empleados incluyen el procesado de preimpregnados, la infusión de resinas, la laminación manual, el enrollamiento de filamento el moldeo por compresión de composites termoplásticos, etc.

Estos materiales son un problema medioambiental importante en el sector, ya que en su mayoría son de un solo uso y se convierte en un residuo. Este residuo, es voluminoso, está contaminado de resina y, además, está compuesto de diferentes materias primas difícil de separar de manera mecánica.

Actualmente, las bolsas de silicona reutilizables son una alternativa comercial existente para la sustitución de las bolsas de vacío convencionales. Las bolsas de silicona permiten su reutilización para la fabricación de más de una pieza de composite. Sin embargo, hay que tener en cuenta que, al ser un material termoestable, una vez acabada su vida útil, no podrá recuperarse y reciclarse con los medios técnicos actuales.