El proyecto ZE-KONP busca desarrollar procesos de fabricación sostenibles e inteligentes para los composites termoplásticos de nueva generación

Nuevos procesos de fabricación para los composites termoplásticos

Redacción Interempresas07/12/2022

El Centro Tecnológico Gaiker, miembro de Basque Research & Technology Alliance, BRTA, lidera el proyecto ZE-KONP cuyo principal objetivo es avanzar en el desarrollo de tecnologías de fabricación y conformado de estructuras de composites termoplásticos funcionales, reforzados con fibra continua y discontinua, para generar nuevos productos de alto valor añadido.

Una de las prioridades para la descarbonización es la reducción de la masa de los vehículos. Para lograr esta reducción, los composites y los métodos avanzados de optimización de diseño son fundamentales. Sin embargo, a la hora de implementar, a nivel industrial, estos materiales compuestos es necesario reducir los costes y avanzar en dos campos principalmente, por un lado, en el desarrollo de nuevos procesos de fabricación para que sean más productivos, fiables, sostenibles y flexibles y, por otro lado, en mejorar el aprovechamiento de los materiales, realizando diseños optimizados que empleen técnicas avanzadas de modelado/simulación y materiales reciclables.

Los composites termoplásticos son una excelente alternativa a los composites termoestables y la chapa metálica. No obstante, su implementación en el mercado requiere superar algunas limitaciones asociadas al procesado de los mismos. Con este fin surge el proyecto ZE-KOMP (2022-2023) en el que se trabajará en el desarrollo de procesos de fabricación optimizados y fiables, en la mejora de la sostenibilidad de dichos procesos desde el punto de vista medioambiental y de costes y en las cadencias de fabricación.

A lo largo de esta investigación se estudiará la composición de los materiales, la implementación de sensores en proceso, la optimización topológica de productos, la modelización y simulación de los procesos, la obtención de estructuras híbridas mediante la combinación de tecnologías de fabricación como el tape-laying, la impresión 3D y el sobremoldeo por compresión o inyección. Y, además, se realizarán actividades relacionadas con el análisis de fin de vida de los productos y procesos.

Financiado por el Gobierno Vasco dentro del programa Elkartek, el consorcio del proyecto ZE-KONP está formado por ocho agentes de la RVCTI (Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación), todos ellos, con amplia experiencia en el ámbito de los materiales termoplásticos y sus composites y expertos en sus respectivas líneas de trabajo:

Gaiker, líder del proyecto. Su actividad técnica se centrará en el desarrollo de tecnologías de fabricación de cintas y laminados termoplásticos funcionales (sensores, fuego, barrera), y en la obtención de estructuras híbridas mediante la combinación de procesos de sobremoldeo (compresión a baja presión e inyección).
Tecnalia trabajará en la obtención de semielaborados de materiales reciclados optimizados con refuerzos localizados y el desarrollo de procesos de fabricación más eficientes para estos materiales abarcando aspectos que van desde la simulación y optimización del proceso hasta su digitalización (sensorización, visión artificial).
Leartiker aportará y desarrollará conocimiento en el campo de la caracterización y modelización del comportamiento físico-mecánico de semielaborados, la propia simulación de los procesos de compresión de los composites termoplásticos, y en la revalorización y caracterización del scrap procedente de este tipo de composites.
Cikatek investigará tecnologías de vehículos de hidrógeno, en concreto los materiales plásticos para el depósito.
Mondragon Goi Eskola Politeknikoa (MU-EPS) generará conocimiento básico sobre componentes termoplásticos híbridos, tanto en aspectos de diseño y de fabricación, como de reparación de esos componentes con piezas fabricadas mediante impresión 3D.
La Universidad del País Vasco (UPV/EHU) participa con tres unidades de investigación:

o UPV-GM que se centrará en el diseño de microhilos ferromagnéticos para facilitar su implementación en el proceso de fabricación de cintas UD con vistas a la monitorización del estado tensional de productos.

o OPTITRANS que participará en la definición de una metodología para la optimización topológica y caracterización de estructuras anisótropas basadas en materiales composites.

o EMERG que aplicará técnicas avanzadas de caracterización microestructural y el estudio de Análisis de Ciclo de Vida de los nuevos procesos de obtención de composites híbridos evaluando varias vías de reciclado de dichos materiales para cerrar su ciclo de vida.