El proceso tradicional de laminado manual para compuestos de fibra de carbono presenta infiltración irregular y burbujas de aire, lo que resulta en una pérdida significativa de resistencia de la pieza. El proceso de envasado al vacío, por otro lado, aplica una presión uniforme y constante a la superficie de laminado, lo que resulta en una pieza compuesta resistente y ligera.

Esta guía analiza los conceptos básicos, los pasos del proceso, los beneficios y los escenarios de aplicación del envasado al vacío para ayudarle a mejorar el rendimiento del producto.

1. ¿Qué es el proceso de envasado al vacío?

También se denomina laminación con bolsas al vacío.

Este proceso utiliza presión de vacío para eliminar el exceso de resina y aplicar una presión uniforme al material de las capas antes del curado y moldeado de la pieza compuesta. Se elimina el aire atrapado entre las capas y las fibras entre los laminados se unen y curan mediante curado adhesivo.

2. ¿Por qué elegir el proceso de envasado al vacío?

Bajo costo: pero cercano a la calidad del autoclave, adecuado para producciones de volumen pequeño a mediano.
Proceso simple: las piezas se envasan al vacío después de la laminación manual o “laminado húmedo”
Rendimiento y estética mejorados: Se elimina el exceso de resina para lograr aligeramiento y evitar porosidad y huecos, mejorando el acabado superficial de la pieza.

3. Pasos de producción

(1) Trabajos preparatorios

Herramientas: Tela de fibra de carbono, tijeras, resina epoxi, balanza electrónica, vaso de vidrio, cepillo, bomba de vacío, película de bolsa de vacío, capa decapante, tela transpirable, sellador, tubo de conexión de bomba de vacío.

(2) Mojado bandeja

Rociar un agente desmoldante sobre la superficie del molde, como resina epoxi o gelcoat de éster de vinilo
Pese la resina epoxi necesaria con una balanza electrónica y viértala en un vaso para su uso posterior.
Corte la tela de fibra de carbono al tamaño del molde y al número de capas requerido.
Primero, aplique una capa de matriz de resina epoxi sobre la superficie del molde y coloque lentamente la tela de fibra de carbono sobre ella. Aplique otra capa de resina epoxi y repita el proceso hasta que toda la tela de fibra de carbono esté impregnada de resina epoxi. Luego, colóquela sobre el molde en el ángulo predeterminado.

(3) Colocación de materiales auxiliares

Coloque la capa decapante sobre el laminado previamente humedecido y empapado.
A continuación coloque el fieltro transpirable.
Membrana de bolsa de vacío: Coloque todo el laminado dentro de una bolsa de vacío y aplique sellador alrededor de los bordes perimetrales.
Manguera deflectora: conecta la membrana de la bolsa de vacío a la bomba para promover el flujo de resina.

(4) Aspirado y curado

Conecte la bomba de vacío y enciéndala, utilice el regulador de vacío para bombear el vacío a una presión negativa de -0,8 a -0,95 bar.
Déjelo curar durante más de 6 horas y apague la bomba de vacío.

(5) Desmoldeo y posprocesamiento

El laminado compuesto está completamente curado, luego se debe quitar la película de envasado al vacío y la pieza moldeada.
Recorte las rebabas de los bordes, lije, pula y pinte con aerosol o epoxi.

4. Ventajas

Personalizable: El proceso de envasado al vacío es altamente adaptable y adecuado para piezas de diversos tamaños, formas y geometrías complejas. Se requiere modificación.
Ahorro energético y alta eficiencia: El costo del equipo requerido es solo 20%-30% de curado en autoclave y no requiere un consumo de energía de alta temperatura, apto para producción de lotes bajos y medianos.
Diseño flexible: Adecuado para una variedad de estructuras de superficies curvas complejas, aplicado a una variedad de industrias.
Tanto la calidad como la protección del medio ambiente: el envasado al vacío puede ahorrar el exceso de resina epoxi, de modo que la proporción de resina y fibra de carbono alcance la ideal y logre el aligeramiento de la pieza, reduciendo las burbujas de aire y mejorando la suavidad de la superficie de las piezas.

5. La aplicación del envasado al vacío

(1) Aeroespacial

Estuche: Alas y paletas de dron, pequeños soportes para satélites.
Características: Las proporciones superiores de resina y fibra dan como resultado piezas livianas (reducción de peso de aproximadamente 25-35%) y moldeado de superficies de alta precisión.

(2) Fabricación de automóviles

Cajas: Carrocería de fibra de carbono, paneles interiores de puertas, guardabarros, etc.
Características: Fabricación rápida y flexible, personalizable y de bajo coste, adaptable a la personalización de lotes pequeños. La reducción de burbujas superficiales mejora la suavidad de las superficies de las piezas.

(3) Equipo deportivo para exteriores

Caso: Cuadros de bicicletas, remos de kayak.
Características: La alta infiltración de fibra mejora la resistencia al impacto y la resistencia al corte.

(4) Equipos industriales

Caso: Brazo robótico y pinza.
Características: La porosidad reducida garantiza que las fibras estén completamente impregnadas con resina, mejorando la rigidez específica y la resistencia a la fatiga y extendiendo la vida útil.

6. Desafíos y soluciones del proceso de envasado al vacío

Desafío 1: Las fugas de aire o las bolsas rotas provocan una presión insuficiente, lo que en última instancia afecta al curado de las piezas laminadas.

Solución: Utilice tiras selladoras de alta adherencia y revise periódicamente la película de la bolsa de vacío para evitar fallas.

Desafío 2: La dificultad para controlar la presión y la temperatura puede provocar que el curado de las piezas laminadas no sea firme y aparezcan delaminaciones y rebabas.

Solución: Utilice equipos profesionales de medición de presión (regulador de vacío) y temperatura para detectar parámetros con precisión.

Desafío 3: Dificultad para liberar el moho

Solución: Rocíe varias veces un agente desmoldante altamente eficaz.

Desafío 4: rebaba de borde

Solución: Reserve márgenes mecanizables para piezas laminadas, acabado CNC, lijado y pulido después del curado.

7. Conclusión

Ya sea que sea un diseñador de pequeñas y microempresas o una startup de piezas compuestas de fibra de carbono, dominar esta tecnología lo ayudará rápidamente a mejorar el rendimiento del producto, lograr peso ligero y expandir el mercado.

Preguntas frecuentes

P: ¿Se puede utilizar el proceso de bolsa de vacío para el curado a alta temperatura?

R: Sí, se deben seleccionar películas para bolsas de vacío resistentes a altas temperaturas (como películas de silicona, con una resistencia a la temperatura de más de 200 °C).

P: ¿Cuánto tiempo tardan en curarse los componentes compuestos?

R: El tiempo de curado a temperatura ambiente es de aproximadamente 24 horas. Calentar a 80 °C puede acortarlo a 4-8 horas.

P: ¿Cuál es el PSI para el envasado al vacío?

R: PSI (libras por pulgada cuadrada) es el parámetro clave para medir la fuerza de la presión de vacío, que debe ser de -12 a -14 PSI.

P: ¿El envasado al vacío es lo mismo que el envasado húmedo?

R: ¡No! Aunque ambos se suelen usar en combinación, el proceso de envasado al vacío es una versión mejorada del envasado en húmedo, cuya principal diferencia radica en si se utiliza o no presión negativa al vacío como apoyo.

La guía del envasado al vacío