El bobinado de filamentos es uno de los procesos más antiguos para fabricar piezas de fibra de carbono. Es un proceso que prácticamente permaneció estático hasta hace unos 10 años, cuando los cambios incrementales comenzaron a mejorarlo bastante. El estado actual del bobinado del filamento tiene un impacto medible en la forma en que se utiliza la fibra de carbono.
Si no está familiarizado con el bobinado de filamentos, es un proceso que se asemeja a un tejido a gran escala, al menos visualmente. Grandes rollos de filamento de fibra de carbono se cargan en carretes y se enhebran a través de una bobinadora. Luego, el filamento se recoge y se enrolla alrededor de un mandril giratorio.
Según el número de filamentos y sus posiciones relativas, se pueden enrollar alrededor del mandril en cualquier número de patrones. Esto crea una forma continua que se puede dividir en piezas de diferentes longitudes.
LOS PRIMEROS DÍAS DEL DEVANADO DE FILAMENTOS
El devanado de filamentos se utilizó por primera vez como proceso de fabricación en los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial.según Composite WorldJengibre Gardiner. Los fabricantes utilizaron el proceso para crear carcasas de motores de cohetes sólidos. Postes de luz, recipientes a presión y tuberías, todos reforzados con fibra de carbono, llegaron al mercado en las décadas de 1960 y 1970.
El proceso en ese entonces era siempre el mismo. El filamento se bañó en una resina epoxi justo antes de enrollarlo alrededor del mandril. El producto completamente enrollado se introdujo en un autoclave de alta temperatura que curaría la resina, creando un material resistente y duradero reforzado con filamentos de fibra de carbono. Este proceso se conoce como bobinado húmedo. Es un proceso que todavía se utiliza en la actualidad.
Hace varios años, se desarrollaron nuevos métodos para reemplazar el devanado húmedo. Los ingenieros descubrieron cómo usar fibras secas junto con procesos de moldeo líquido. También desarrollaron procesos usando towpregs y prepregs. Todos estos nuevos procesos eliminaron la necesidad de bañar el filamento en epoxi antes de enrollarlo.
EL DEVANADO DE FILAMENTO DE HOY
Hoy en día, el bobinado de filamento puede tener un aspecto notablemente diferente en comparación con su predecesor de primera generación. Por ejemplo, nuestra industria ahora utiliza bobinado de filamento de alta velocidad capaz de crear piezas complejas con secciones transversales variables y formas inusuales. Ya no estamos limitados a mandriles cilíndricos estáticos que producen solo tubos de diferentes tamaños.
La robótica también se está introduciendo en el bobinado de filamentos. Los sistemas robóticos hacen que todo el proceso de bobinado de filamentos sea más rápido y eficiente al eliminar las ineficiencias de la participación humana. También está haciendo que el bobinado de filamentos sea un proceso más económico sin sacrificar la calidad.
Incluso la impresión 3D está teniendo un impacto en el bobinado de filamentos. Según Gardiner, hay una empresa en Stuttgart, Alemania, que descubrió una forma de combinar un proceso robótico de bobinado en húmedo con la impresión 3D para crear productos terminados que combinan productos de fibra de carbono/epoxi con núcleos compuestos o metálicos. El proceso puede incluso modificarse para crear productos terminados que no tengan núcleo.
NUEVAS FORMAS Y TAMAÑOS
El beneficio neto de todas estas nuevas tecnologías es que podemos crear piezas compuestas en todas las formas y tamaños mientras seguimos aprovechando el bobinado de filamento. ¿Por qué importa esto? Porque el bobinado de filamentos se puede automatizar mucho más que los laminados tradicionales. Al mejorar los procesos de bobinado de filamentos para adaptarse a tantas formas y tamaños, mantenemos la velocidad y la eficiencia sin sacrificar la flexibilidad del diseño.
Estamos emocionados de ver cómo la tecnología está cambiando nuestra industria. No sabemos cómo se verá el devanado de filamento dentro de 10 años, pero creemos que es una apuesta segura que las cosas serán aún mejores de lo que son hoy. Eso es bueno tanto para nuestra industria como para los clientes.
