Compuestos termoplásticos

Tepex®

Una familia de productos innovadores, semielaborados termoplásticos fabricados con materiales compuestos de alta resiliencia. Consiste en fibras continuas o largas en una matriz de diversos termoplásticos técnicos.

Alta rigidez y resistencia combinadas con un peso extremadamente bajo
Métodos de procesamiento totalmente automatizados a gran escala con alta reproducibilidad
Socio confiable desde la idea inicial hasta el componente terminado

El laminado compuesto de alto rendimiento syvástago fabricado con polímeros termoplásticos

Tepex® es la familia de materiales compuestos de Bond-Laminates, una filial 100% de Envalior. Consiste en fibras continuas o largas en una matriz de varios termoplásticos de ingeniería. Los materiales de fibra incluyen vidrio, carbono, aramida y lino. Esta estructura proporciona a los productos semielaborados planos una resistencia y rigidez excepcionalmente altas combinadas con un peso extremadamente bajo.

De este modo, incluso los componentes sofisticados pueden producirse de manera rentable. En En particular, la combinación con moldeo por inyección de plásticos como técnica de procesamiento permite una producción en serie eficiente. Versátil y de alto rendimiento a la vez, Tepex® ofrece una respuesta convincente a los retos derivados de megatendencias actuales como la Nueva Movilidad. Permite soluciones innovadoras para diseños de productos individualizados y propiedades funcionales del producto, así como mayor seguridad, eficiencia en el uso de recursos y protección medioambiental.

Siempre que exista una demanda de construcción ligera a gran escala e integración funcional sin fisuras en una solución resistente y duradera, Tepex® se destaca como el material de referencia.

Explorar todas las calidades de Tepexeast

Familia TEPEX®

Tepex® dynalite

Los materiales Tepex® dynalite constan de una o más capas de productos textiles semielaborados con fibras continuas embebidas en una matriz de termoplásticos industriales. Este grado está completamente impregnado y consolidado. Todas las fibras están recubiertas de plástico, por lo que el material no presenta vacíos de aire. Por lo tanto, Tepex® dynalite proporciona máxima resistencia y rigidez combinadas con baja densidad y características dinámicas superiores.

Tepex® flowcore

Tepex® flowcore utilizes fibras de vidrio o carbono de longitud finita, lo que permite el moldeo por compresión para una mayor flexibilidad de diseño. Estas fibras están completamente impregnadas y consolidadas. La familia flowcore incorpora estructuras con fibras continuas (Tepex® dynalite) y fibras largas (Tepex® flowcore), normalmente colocando las fibras continuas en el exterior y las fibras largas en el núcleo. Esto crea un material compuesto de fibras con máxima resistencia a la flexión, permitiendo el moldeo de componentes intrincados.

Tepex® semipreg

En contraste a diferencia de Tepex® dynalite, los materiales de la familia semipreg no están completamente consolidados y, por lo tanto, son mecánicamente menos resistentes. Como resultado, se pueden lograr una menor densidad y propiedades acústicas modificadas con un espesor de material definido. En aplicaciones para las cuales el dynalite, dominado por la rigidez, no ofrece el perfil de propiedades adecuado, el semipreg puede ser una alternativa interesante.

Tepex® anti-ballistic

Los materiales Tepex® anti-ballistic fabricados a partir de tejidos de aramida están especialmente diseñados para una óptima aRendimiento antibalístico. Los sistemas de materiales se utilizan en productos de protección, como cascos, blindaje para automóviles y otros equipos de protección.

Propiedades, Servicios y Conocimiento

Propiedades

CAE

Corte

Producción

Conformado

Sostenibilidad

Descargas

La ingeniería asistida por computadora (CAE) de componentes Tepex® es fundamental para lograr tiempos de desarrollo reducidos, procesos de producción rentables y un diseño de componentes optimizado para los casos de carga. En este proceso, el diseño se relaciona específicamente tanto con el proceso de producción como con el comportamiento mecánico del componente y la interacción entre la producción y las propiedades del componente.

La anisotropía —es decir, la dependencia direccional— es la propiedad más importante de los semielabproducto shed en el proceso de diseño. La morfología del tejido de refuerzo genera una asimetría tensión-compresión, una dependencia de la posición en términos del plano transversal (estructura en capas) y, para el proceso de fabricación, la conformabilidad. Las propiedades de la matriz determinan la dependencia de la temperatura y, en algunos casos, del contenido de humedad, así como —dependiendo del tipo de carga— la fluencia dependiente del tiempo. La estructura en capas también produce diferencias relativamente grandes entre la resistencia a tracción y propiedades flexurales.

Tanto el proceso de fabricación como el comportamiento del componente pueden caracterizarse de manera altamente efectiva mediante métodos estándar de Elementos Finitos (FE) y programas de cálculo (solvers), donde la precisión y la calidad de la predicción dependen del enfoque basado en modelos utilizado, del alcance de los datos experimentales empleados y de los aspectos específicos a calcular.

Para predecir de manera suficiente el proceso de fabricación, la orientación resultante de las fibras y las propiedades del componente hasta el comportamiento frente a la fractura, nosotroshan desarrollado herramientas basadas en el solver FE ABAQUS que caracterizan las propiedades e influencias mencionadas y, por lo tanto, pueden utilizarse directamente en el proceso de desarrollo de componentes Tepex®. Estas herramientas FE emplean datos de materiales calculados mediante ensayos de tracción dependientes de la dirección, en ocasiones con una alta velocidad de deformación, así como diversos ensayos de corte y flexión.

Figura 1: Distribución de tensión y deformación en el ensayo de flexión en tres puntos

Simulación de drapeado

Las simulaciones de conformado y drapeado cumplen dos objetivos independientes entre sí:

Determinación de la disttribución de las orientaciones locales de las fibras y los ángulos de cizalladura en el tejido. Estos son necesarios en el cálculo mecánico para tener en cuenta el comportamiento anisotrópico del material. Este cálculo suele ser necesario al inicio del proyecto, en la fase conceptual, para analizar mecánicamente diversas propuestas de concepto en esta etapa. Por lo tanto, la simulación de orientaciones de fibras debe realizarse de forma rápida y sencilla, y requerir la menor cantidad de información posible sobre el molde, que todavía no está disponible en este momento. Para elloPara esto, utilizamos un método de cálculo basado en FE que determina la blank relevante y la distribución de orientaciones para una geometría Tepex® dada de forma muy rápida (aproximadamente una hora). El proceso no es exacto, pero generalmente es lo suficientemente preciso (drapeado en un solo paso).
Representación completa del proceso de drapeado, teniendo en cuenta la geometría de la blank, la geometría del molde, los deslizadores, las agujas de retención, el sistema de manipulación, etc. La tarea aquí es mapear el proceso, identificar cualquier error en una fase temprana, desarrollar susugerencias para mejorar y evaluar la fiabilidad del proceso. El cálculo de la orientación de las fibras queda en cierto modo en segundo plano en este caso. Un estudio de drapeado completo se realiza idealmente si la geometría del componente está esencialmente definida y los datos del molde ya están disponibles (al menos para las superficies del molde), aunque aún exista cierta flexibilidad.

Nuestro modelo de simulación para el drapeado de componentes Tepex® se basa en el solucionador FE ABAQUS. Tiene en cuenta el hecho de que los composites basados en tejidos termoplásticosno permite el termoconformado del plástico sino que, en su lugar, se incorpora a la geometría tridimensional del componente como resultado de la deformación por cizalladura de la tela a partir del molde plano (efecto celosía). Si el efecto de cizalladura necesario para el conformado es tan grande que las fibras se bloquean entre sí, el material cambia a la dirección normal y se producen arrugas. Este efecto también puede reproducirse en el modelo de cálculo.

Figura 2: Distribución del ángulo de corte en un componente de demostración

Simulación integradora

Nuestro modelo de material compuesto para Tepex®, combinado con las orientaciones de fibra determinadas para la geometría del componente en el proceso de conformado en una sola etapa permite la precalculación altamente efectiva de la rigidez del componente, su resistencia, propiedades ante impacto y características de vibración. Las herramientas pueden utilizarse tanto para componentes de Tepex® puro como para aquellos fabricados mediante insert-molding, hybrid-molding o flow-molding. De este modo, los ingenieros de diseño pueden responder a una debilidad en el componente desde la fase de diseño asistido por ordenador, por ejemplo, incrementando el espesor de pared o añadiendo nervaduras de refuerzo.

Ambas herramientas han demostrado su idoneidad y precisión en el desarrollode numerosos componentes prototipo y de serie, como en el caso de una correa superior del frontal, pedal de freno, carcasa de airbag, carcasa de asiento y soporte de infoentretenimiento (estructura portante del sistema de sonido en un vehículo).

Figura 3: La ilustración muestra las influencias clave en la simulación integradora de componentes híbridos Tepex®

Simulación del comportamiento de enfriamiento

Hemos complementado la simulación de conformado y el nuevo modelo de material para Tepex® con un enfoque de modelado que también permite la simulación de procesos térmicos en Tepex® calentado durante el conformado. Esta siEl modelo de simulación permite examinar, por ejemplo, el enfriamiento desigual bajo chapas y su efecto inverso en la conformabilidad, que resulta del comportamiento del material dependiente de la temperatura.

Dado que este procedimiento de simulación requiere información precisa sobre el proceso de calentamiento y todas las condiciones térmicas, y resulta considerablemente más complejo en comparación con el enfoque isotérmico, normalmente solo se utiliza para analizar cuestiones y problemas muy específicos.

Diseño independiente de componentes Tepex®

En joiEn proyectos de desarrollo de componentes, utilizamos simulación integradora para proporcionar a los clientes soporte en el desarrollo de componentes. Sin embargo, también es importante ofrecer a nuestros clientes herramientas que puedan utilizar para diseñar nuevas aplicaciones en Tepex® como parte de su propio flujo de trabajo CAE. Para este propósito:

se ha validado un modelo de material para el programa comercial Digimat de e-Xstream y se ha completado con datos. Nuestros clientes pueden utilizar este programa en combinación con varios programas de cálculo. Un programa adecuado lise necesita una licencia para utilizar la solución Digimat.
se ha identificado un modelo de material estándar para LS-Dyna (MAT 58) con el que se pueden abordar de manera eficaz numerosos desafíos de diseño diferentes.
se han proporcionado conjuntos de datos de materiales lineales que permiten realizar un análisis de rigidez sencillo independientemente del código utilizado para la mayoría de los grados de Tepex®.

Existe una reserva creciente de parámetros de material disponible para todos los métodos. Todos los casos requieren la distribución de orientación, la cual nuestros expertos pueden calcular utilizando el cálculo one-step dEl proceso de rapado, por ejemplo, y ponerlo a disposición para un modelo de cálculo específico, para ser guardado.

Servicio a lo largo de toda la cadena de desarrollo

Nuestro equipo de expertos ofrece todo el know-how que poseemos en materiales, tecnologías de composites, métodos de simulación, ensayos de componentes, procesamiento y fabricación. Integramos esta experiencia en nuestras colaboraciones con los clientes. Nuestros servicios para Tepex® incluyen:

Asistencia en la selección de materiales, teniendo en cuenta los requisitos del componentes
Suministro de grados de polímero personalizados para insert-molding, hybrid molding y flow-molding
Ensayos de materiales para determinar parámetros del material para el análisis estructural mecánico y el diseño de componentes
Simulación del conformado (drapeado) de Tepex®
Simulación integrativa para el diseño optimizado según carga de componentes compuestos de fibra continua
Reproducción de los procesos de fabricación de los clientes en nuestras celdas de demostración totalmente automatizadas y de calidad de producción para determinar parámetros de proceso y para el control de calidady mejora
Ensayos de componentes como pruebas mecánicas y pruebas de cambio climático en componentes

Tepex® Organo Sheets - Proceso de producción continua

Nuestros composites Tepex® se consolidan total o parcialmente en un proceso de producción continuo y altamente automatizado. ¿Pero por qué es tan importante la consolidación total?

¡Con una calidad de consolidación inferior (mayor contenido de vacíos), casi todas las propiedades mecánicas disminuyen significativamente! En particular, la consolidación total incrementa exponencialmente los límites de fatiga y resistencia al corte.
En cuanto a calidad, una consolidación total bien definidala consolidación permite a los clientes realizar una inspección de calidad de ingresos de manera sencilla y segura. Las características específicas de los productos semielaborados son equivalentes a las de los productos finales.

¿Cómo lograr una consolidación completa?

Para una impregnación y consolidación completas de una estructura de fibras con una matriz termoplástica viscosa, es necesario aplicar una determinada presión durante un tiempo específico. Este tiempo puede superar fácilmente varios minutos si la consolidación de un semiacabado parcialmente consolidado se realiza en un molde calentado. Nuestra respuesta a esto: ofrecemos láminas completamente impregnadas que reducen el tiempo de ciclo para ¡mejora significativa en la fabricación de piezas!

Tecnología de producción Tepex® para máxima calidad y rentabilidad

En Bond-Laminates utilizamos prensas de doble banda para producir our lámina orgánica en procesos totalmente continuos. Para este propósito, los plásticos y los textiles, en su mayoría tejidos, se alimentan desde el rollo hacia la prensa. En la primera sección de la máquina, el polímero se funde bajo presión por contacto con la banda de acero calentada de la prensa de doble banda.
En la segunda sección, la distribución de presión isobárica asegura que el fundido plástico fluya hacia la estructura textil. La longitud de la zona de fusión otorga al material tiempo suficiente para garantizar que cada fiel laminado está recubierto con plástico.
La tercera zona de la prensa de doble banda es principalmente responsable de la calidad final del organic sheet: aquí, el espesor correspondiente se calibra enfriando el material bajo presión continua hasta que vuelve a encontrarse en estado sólido. Tras salir de la prensa de doble banda, se realiza un recorte de bordes automatizado y se pueden cortar dimensiones de lámina específicas para el proyecto.

Construcción ligera para aplicaciones más sostenibles

Para nosotros, la sostenibilidad significa más que materias primas recicladas o de base biológica, y también más que identificar opciones de reciclaje para nuestros propios materiales. Nos esforzamos por abordar esta cuestión compleja, especialmente para la industria de los plásticos, en su totalidad.

El camino hacia un futuro más sostenible se basa, en gran medida, en el uso consciente y eficiente de los recursos y la energía. La construcción ligera es un vemétodo muy eficaz para ahorrar materiales y, por tanto, reducir la energía necesaria para el movimiento o la aceleración.

Hace más de 20 años, los desarrolladores de las láminas orgánicas Tepex® se propusieron combinar excelentes propiedades mecánicas con baja densidad en un solo material. El resultado fue una familia versátil de materiales que puede adaptarse a una amplia variedad de requisitos, manteniendo siempre como principio fundamental el diseño liviano.

Reciclaje Mecánico de Tepex®

Matriz termoplástica matmateriales como las láminas Tepex® ofrecen muchas ventajas, tanto en el procesamiento como en el reciclaje al final de su vida útil.

Ya existe un concepto práctico de reciclaje para los residuos industriales, principalmente recortes derivados del procesamiento de Tepex®, en el que los residuos se trituran y luego se utilizan para el sobremoldeo de láminas semielaboradas o podrían emplearse en el moldeo por inyección convencional. Actualmente, este proceso se utiliza para el post-industrial waste de los composites de PP y PA GF. Las fibras y la matriz permanecen sin separar.do. El proceso fue investigado y evaluado tanto económica como ecológicamente para los compuestos de PP-GF como parte de ReproOrgano proyecto.

Renovable materias primas renovables

Además de los procesos circulares de reciclaje y el aumento de la eficiencia energética, las materias primas renovables ofrecen una vía atractiva para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, ya que fijan dióxido de carbono durante su producción.

La combinación de una fibra renovable como el lino con una matriz igualmente renovable como el ácido poliláctico (PLA) proporciona la mayor reducción posible en la huella de CO2, resultando en aproximadamente un tercio respecto a un sistema convencional de PC/GF.

Eficiencia energética durante el procesamiento

Existe una amplia gama de opciones para el procesamiento de las láminas Tepex® orgánicas, en función del tipo de refuerzo de fibra, el espesor del material, la longitud de la fibra y la complejidad o los requisitos específicos del componente. Los métodos de procesamiento a medida ofrecen la máxima fiabilidad y eficiencia en los procesos.ciencia, y eficiencia energética en cada caso.

Una comparación de diferentes métodos de procesado para un metal ligero, así como para materiales basados en termoestable y termoplásticoLos materiales de compuesto refuerzan la idea de que un mayor grado de integración, como permite Tepex®, se asocia con una simplificación considerable del proceso. El riesgo de contaminación entre etapas individuales del proceso se reduce en consecuencia, especialmente cuando se eliminan operaciones de posprocesamiento como el rectificado o el pulido.

Esto es importante, por ejemplo, para carcasas de ordenadores o teléfonos móviles que han sido pintadas con procesos complejos. Un menor número de etapas del proceso implica un menor esfuerzo de fabricación para la maquinaria y el equipamiento., y también un mejor balance energético, ya que se puede eliminar el enfriamiento y calentamiento repetido.

Operación clean sweep

Los microplásticos están ahora detectable en el entorno en todo el mundo. Se estima que ya hay más microplásticos en los océanos del mundo que plancton. En el desierto, en el Ártico, en el Monte Everest, en nuestros campos agrícolas y en el aire: ya se han encontrado cantidades significativas de microplásticos en todas partes. También se han detectado partículas plásticas en nuestros alimentos, como pescado, mariscos, sal y miel.

Cada uno de nosotros es responsable de esto. Gran parte de los microplásticos presentes en el entorno se originan por la abrasión de neumáticos y el lavado de prendas fabricadas con fibras sintéticas.

Sin embargo, la industria de transformación de plásticos también es consciente de su responsabilidad. Plastics Europe - la asociación de productores de plásticos, cuyos más de 100 miembros en 27 estados producen más del 90 % del plástico europeo - se ha unido a la iniciativa CleanSweep (OCS). Se trata de una campaña global para evitar la contaminación ambiental causada por pellets de plástico durante la producción.

OCS es una certificación que podemos obtener además...a nuestro certificado de gestión medioambiental existente si cumplimos los requisitos. Primero debemos comprometernos oficialmente con el programa y sus requisitos. Luego comienza el trabajo, ya que debemos analizarnos de manera crítica, identificar en qué etapas de nuestro proceso de producción las partículas plásticas pequeñas (granulado/polvo) podrían potencialmente acabar en el entorno, y establecer mecanismos para evitarlo.

El objetivo de Envalior es que sus plantas de producción en Europa hayan superado las auditorías OCS para finales de 2025.

Aplicaciones e Industrias

Tepex® para automoción

Incrementar la eficiencia de combustible es un requisito clave para la industria automotriz; reducir el peso del vehículo es la manera ideal de lograrlo. Sin embargo, esto no debe comprometer la seguridad, el confort de conducción ni la eficiencia de producción. Tepex® ofrece soluciones para componentes estructurales y semiestructurales.

Tepex® para Consumer Electronics

Los dispositivos electrónicos modernos no solo deben ser ligeros, robSólido y altamente integrado en cuanto a funcionalidad. Un diseño individual con alto valor de reconocimiento, así como atractivo óptico y háptico, también son argumentos de venta importantes, especialmente en la electrónica de consumo.

Tepex® para aplicaciones industriales

Los procesos y aplicaciones industriales requieren un uso eficiente de la energía. Las piezas móviles de maquinaria fabricadas con Tepex® cumplen altos requisitos de estabilidad incluso con pesos relativamente bajos.

Tepex® para deporte y ocio

Tan diversa como la gama de aplicacionA medida que evolucionan los bienes de consumo, también lo hacen los requisitos de materiales para las suelas de calzado deportivo, componentes de bicicleta, botas de esquí o prendas y cascos de protección, por ejemplo. Tepex® está a la altura de todos estos requisitos.