Modelización y validación termo-mecánica del proceso SMC de composites de matriz termoplástica reforzados con fibras largas por el método de los elementos finitos

Résumé

En la actualidad existe un creciente interés por los materiales compuestos para abordar la reducción de peso en el sector del transporte como consecuencia de las necesidades de electrificación para resolver la problemática de la contaminación. La elevada demanda de este tipo de materiales ha puesto en evidencia la necesidad de introducir el reciclado al final de su vida útil. Por ello existe una incipiente tendencia al uso de los composites termoplásticos para poder garantizar la sostenibilidad del sector. En busca de la adaptación de los procesos productivos a este nuevo panorama, es necesario profundizar sobre las nuevas metodologías de diseño y fabricación de piezas. A través del presente estudio, se profundiza en las bases del conformado de los termoplásticos reforzados con fibras largas, desde la perspectiva del modelado por simulación y posterior análisis. Para alcanzar los objetivos planteados, se realizaron diferentes pruebas experimentales de conformado empleando geometrías en forma de semiesfera con preconsolidados de polisulfuro de fenileno (PPS) reforzado con tejido de fibra de carbono. La información obtenida de la fase de experimentación se empleó para alimentar un modelo de simulación por el método de los elementos finitos (FEM), con el objetivo de replicar defectos de proceso e identificar sus causas. Las correlaciones establecidas sobre los patrones de conformado son extrapolables para distintos tipos de tejidos y materiales permitiendo sentar las bases en el conformado de materiales compuestos