Procesos de fabricación de materiales de Fibra de Vidrio ( pultrución , moldeado manual).

Procesos de Fabricación de Materiales

de Fibra de Vidrio

( pultrusión y moldeado manual).

Introducción

El desarrollo es un proceso cíclico en el que se resuelven problemas y necesidades, con estas soluciones llegan nuevos problemas y necesidades que resolver. El desarrollo de los materiales no es una excepción.

Ahora bien, el desarrollo de los plásticos reforzados con fibra de vidrio FRP (por sus siglas en inglés) trajo consigo la oportunidad de aprovechar esta tecnología en nuevos campos de la industria. Con esto en mente se crearon nuevos procesos de producción de piezas de FRP.

En un principio el desarrollo de plásticos reforzados solo era el moldeo manual sin embargo los procesos se han ido mejorando y así poco a poco este material se a convertido en un material muy demandado.

Cada método tiene sus ventajas y desventajas por eso es muy importante saber cómo se hace y que ventaja se obtiene de cada uno para poder elegir el método que satisface tus necesidades.

Pultrusión

Existe una gran variedad de procesos para la fabricación, en general, consiste en colocar el refuerzo impregnado con una resina termoestable en la forma y dirección requeridas para que se consigan unas determinadas características. Siempre, el compuesto final tendrá unas propiedades superiores a los componentes por separado.

La pultrusión es un proceso continuo, automático y de molde cerrado, especialmente diseñado para altos volúmenes de producción, en cuyo caso es económicamente muy rentable. Básicamente consiste en tirar de los refuerzos impregnados con resina y el correspondiente sistema catalítico, a través de un molde a alta temperatura, de tal manera que se produce el curado de la resina en su interior y se obtienen perfiles de sección constante con la geometría del molde. Los refuerzos son impregnados con la resina mediante un baño de resina situado a la entrada del molde o por inyección de ésta en el interior del molde.

 

Dentro de los métodos desarrollados están:

  1. Moldeo Manual
  2. RTM (Moldeo por transferencia de resina)
  3. HP-RTM (Modelo de transferencia de resina a alta presión).
  4. HP-CRTM (Compresión en alta presión RTM)
  5. RTM-Light
  6. INFUSIÓN
  7. ENROLLAMIENTO FILAMENTARIO
  8. PULTRUSIÓN

Moldeo Manual

El moldeo manual es el más antiguo de los procesos y todos provienen de este. Por su versatilidad y practicidad es el método más conocido.

Este es un proceso de molde abierto y consiste en la colocación ordenada de capas de resina y capas de refuerzo que se intercalan entre si y que al terminar el proceso de secado de la pieza da origen a una pieza integral de FRP.

Todos estos procesos tienen en común la necesidad de un molde, sin embargo, es la manera de colocar resina y fibra lo que los hace especiales.

En el moldeo manual la resina y la fibra se colocan de manera artesanal con instrumentos sencillos como lo son rodillos, brochas y espátulas.

  1. El molde se realiza a mano de madera o algún otro material la idea es obtener un molde barato, sobre el molde se coloca un desmoldante con la opción de dejar el acabado del molde o colocar una primera capa para un acabado liso sin las imperfecciones del molde.
  2. Se coloca una capa generosa de resina, procurando extenderla de manera uniforme de modo que tenga el mismo espesor y no existan partes sin resina sobre el molde.
  3. Encima de la capa de resina se coloca la capa de refuerzo de fibra de vidrio en alguna de sus presentaciones. Estas pueden ser colchoneta, que son una serie de fibras cortas sin orientación y discontinuas. O en petatillo, que es una pieza tejida de fibras largas y con orientación, en su mayoría perpendiculares entre sí. Se pueden orientar en el sentido con mayores solicitudes según los requerimientos del proyecto.
  4. Sobre esta se coloca una capa más de resina humectando por completo el refuerzo y preparando la superficie para la siguiente capa. Es muy importante ser cuidadoso al colocar la resina y colocar suficiente en toda el área del molde. De este modo se obtiene una pieza sin deficiencias por delaminaciones.
  5. El proceso se repite hasta obtener el espesor de proyecto. La ultima capa de refuerzo se debe cubrir con resina para darle toda la resistencia a la intemperie que la fibra de vidrio ofrece. Y de este modo curar la pieza por completo.
  6. Ahora se le debe permitir a la pieza realizar el proceso de curado para poder desmoldar y que no presente deformaciones.
  7. La ultima parte del proceso es quitar los excedentes y curar esas modificaciones finales.

El más común de los usos es en la reparación de automóviles para restaurar las superficies de estos. Sin embargo, es ampliamente utilizado para obtener piezas que no estarán sometidas a grandes solicitudes como lo son tapas de registro, guardas, laminas, canalones y rejillas. En este proceso el porcentaje de refuerzo es de un 30-40%

Ventajas:

Es muy fácil de ejecutar

No requiere de maquinaria o equipo especial

Es barato

No requiere mínimo de piezas

Desventajas:

El resultado final depende de la pericia de la mano de obra.

El acomodo de las fibras no es perfecto y es limitado.

Se requieren mayores espesores por el porcentaje bajo de refuerzo.

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Las rejillas de fibra de vidrio

Las rejillas de fibra de vidrio

Las rejillas de fibra de vidrio están fabricadas con resinas viniléster, Epoxi, poliéster. El uso de esto elementos estructurales ha crecido en los sectores industriales y comerciales. La combinación de resina y fibra de vidrio es diez veces más flexible que el acero, pero más resistente.

1. Pultruidas (tipo irving). Está formada por un polímero compuesto de fibra de vidrio que aporta una gran eficiencia estructural. Para usos industriales y de la construcción, funciones de rejillas para piso, plataformas, trincheras, escalones, pasos de gato, coladeras. Se

Los tipos de rejilla de fibra de vidrio que existen son:

caracterizan por ser más ligeras que las de metal. Para ambientes altamente degradantes, con baja conducción del calor.

2. Moldeadas. Están compuestas por un 65% de polímero y 35% de

vidrio. Con alta resistencia a la corrosión para condiciones muy

adversas como los procesos de los complejos químicos

industriales, petroquímicos, de galvanoplastía, minas, cobre,

plataformas marinas, tratamiento de aguas residuales, para sus

instalaciones de piso, plataformas, pasillos, pasos, etc.

Sus características: Deben ser muy eficaces en sus elementos, pueden ser diseñados para proporcionar intervalo específico de propiedades mecánicas, como resistencia a la tracción, a flexión, impacto y resistencia a la compresión de igual manera resisten algunas de sus mejores propiedades es que lo hacen altamente resistente a la corrosión.

  • Retardante al fuego
  • Peso Ligero
  • Resistente al Impacto
  • Fácil instalación
  • Libres de mantenimiento
  • Vida útil de más de 40 años
  • comportamiento dieléctrico:

Los materiales compuestos de matriz polimérica tienen excelentes propiedades. La fibra de vidrio es 10 veces más flexible que el acero, pero es más resistente. Esto hace que las rejillas de fibra de vidrio sean muy prácticas.

*Referencia de instalación*

Referencias:
Loewenstein, K.L.. (1973). The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers . EEUU: Elsevier Scientific.

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Para que sirve la fibra de vidrio y sus caracteristicas

¿Para qué sirve la fibra de vidrio y sus características?

La fibra de vidrio, tal como lo indica su nombre, es un material que consiste en numerosos y extremadamente finas fibras de vidrio.

La fibra de vidrio se utiliza comúnmente como material aislante. También se utiliza como agente de refuerzo para muchos productos poliméricos, para formar un material compuesto muy fuerte y ligero denominado plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). La fibra de vidrio tiene propiedades comparables a los de otras fibras como las fibras de polímeros y de carbono. 

 

Fabricación

La fibra se puede hacer por un proceso de fusión directa o por un proceso de refundición. Ambos comienzan con las materias primas en estado sólido. Los materiales se mezclan y se funden en un horno.

Especificaciones técnicas:

Mecánicas

• Tenacidad (N/tex): 1.24

• Fuerza a la tracción (MPa): 3100

• Elongación hasta rotura (%): 4

Eléctricas

• Factor de disipación dieléctrica: 0.005 a 106Hz

Químicas

• Absorción de humedad a 20ºC y 60% de humedad relativa (%): 0.1

• Resistencia a los disolventes: alta

• Resistencia a la intemperie y los rayos UV: alta

• Resistencia a microorganismos: alta

Aplicaciones:

  • Usos industriales: se utiliza para productos dónde se necesite una alta resistencia química, para torres de refrigeración, material para techos, tanques de agua, tinas de baño, tubería, barcos.

FORMAS COMERCIALES DE FIBRAS DE VIDRIO

En la industria de los plásticos reforzados con fibras de vidrio, dependiendo de la pieza que se desee obtener como el método de conformación utilizado existen una amplia gama de formas de fibras de vidrio en el mercado que se pueden emplear.

Roving

El Roving es una hebra de hilos continuos de filamentos de fibra de vidrio con cierta torsión mecánica, fabricado con un vidrio Tipo E. Se utiliza para pultrusión y bobinado filamentario. El roving sin torsión se utiliza generalmente para el proceso de laminado por spray.

Hilo cortado (fibra larga)

El hilo cortado está formado por hilos continuos de vidrio tipo E cortados a longitudes específicas, los cuales están diseñados para usarse en compuestos moldeables de resinas poliéster y epoxi.

Fibra molida

La fibra molida está compuesta por filamentos de vidrio recubiertos con un apresto especial para hacerlos compatibles con resinas específicas y molidos para proporcionar una densidad específica a granel.

Tejidos

Estas telas están conformadas por rovings tejidos, son telas de alto rendimiento, se usa para producir telas de alta resistencia, para aplicaciones estructuralmente sólidas, tales como contenedores de transporte, armadura balística, alas de aeronaves y puertas.

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Para que sirve la concertina y sus ventajas

Para qué sirve la concertina y sus ventajas.

Es la forma más moderna y eficaz para seguridad perimetral, que reemplaza y mejora ampliamente todos los medios de seguridad perimetral conocidos hasta hoy.

Fabricada de láminas de acero puntas y un alambre de altísima resistencia, provoca desde el mismo instante en que se coloca una imagen persuasiva al posible intruso, ya que su sola observación atemoriza. El alambre y las navajas se galvanizan para prevenir su deterioro. Todo esto lo convierten en una barrera infranqueable para proteger su propiedad.

Existen diversas formas de concertina y tamaños de fabricación y de montaje, lo que la convierte en una segura y rápida solución para cualquier necesidad de protección sobre muros, alambrados, púas, rejas e infinidad de aplicaciones. 

La concertina está fabricada a partir de alambre de alta resistencia el cual es sometido a un proceso de tratamiento térmico (templado) que lo convierte en un elemento virtualmente imposible de cortar con las herramientas convencionales. Alrededor de dicho material y en toda su longitud, se monta una “cinta de cuchillas filosas”, a intervalos regulares, que confiere al producto un carácter punzante y agresivo.

Algunos factores que hacen necesaria la implementación de una adecuada solución de concertinas de seguridad perimetral son: 

  • Presencia de predios baldíos contiguos
  • Presencia de casas deshabitadas en predios contiguos
  • Construcciones en predios contiguos
  • Iluminación inapropiada del predio o de la calle
  • Murallas linderas bajas o deficientes
  • Murallas vecinas a mayor o igual altura que la propia
  • Techos de vecinos a mayor o igual altura que la propia muralla
  • Casas aisladas de las zonas urbanas

La concertina es  uno de los materiales más usados en protección perimetral y en la actualidad lo utilizamos para proteger espacios que queremos que sean impenetrables.

Tipos de concertina

  • Concertina sencilla: Es ideal para áreas de poco riesgo. Cuenta con menos espirales pero no por se considera menos cortante.

Concertina de doble grabado: Su diseño es más complejo ya que combina movimiento de izquierda a derecha en sus espirales, lo que garantiza una mejor seguridad.

Ventajas del uso de la concertina

  • Es amigable con el ambiente ya que no produce residuos para instalarse y al terminar su vida útil puede desmontarse y reciclar.
    Puede personalizare en cuanto al grosor de la cuchilla, los materiales y sus dimensiones.
    Es altamente durable y está fabricada para soportar condiciones ambientales extremas.
    Es una barrera permanente de protección.
    Es fácil de instalar.
    No genera costos adicionales por su operación o mantenimiento.
    Se adapta a cualquier espacio y no requiere de una obra compleja para su instalación.

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Perfiles de fibra de vidrio

Perfiles de fibra de vidrio

Cuando hacemos referencia a perfiles de fibra de vidrio, estamos hablando de una serie de piezas fundamentales para construir diferentes edificaciones. Estos esqueletos están conformados por cuadrados, ángulos, canales, soleras, vigas y otros elementos básicos. Son los que garantizan una mayor seguridad y versatilidad a las obras que serán objeto de diferentes usos.

¿De qué están hechos?

Los perfiles fabricados a partir de fibra de vidrio se destacan por ofrecer mejoras a algunas características que tienen los perfiles fabricados con aluminio, acero u otros materiales. Nuestros perfiles de fibra de vidrio son usados para construir oficinas, hospitales, centros comerciales, tiendas, torres de electricid ad y otras obras de gran envergadura. Es un material muy duradero que también ofrece gran flexibilidad.

En esta ocasión les comentaremos algunas de las ventajas del perfil estructural fabricado con plástico reforzado con fibra de vidrio.

En la construcción hay elementos que son básicos y de los que depende la adecuada edificación de cualquier tipo de estructura, los perfiles son uno de estos elementos. Su función clave es la de distribuir las cargas de la construcción y soportar el peso de los materiales y el generado por el uso, es decir el mobiliario, las personas, entre otros.

La carga que reciben provoca tensiones muy altas que llegan a alcanzar puntos críticos. Para evitar que los perfiles se tuerzan o se fracturen, es necesario que cuenten con un excelente comportamiento mecánico, por esta razón es que tradicionalmente las vigas utilizadas son hechas de hierro o acero, con distintas aleaciones, dependiendo de su finalidad.

Pero en las últimas décadas se han desarrollado materiales que son más económicos que son más  ligeros y que poseen comportamientos mecánicos similares al acero y a otros metales.

El material más popular y utilizado para la fabricación de perfiles estructurales es el plástico reforzado con fibra de vidrio, el cual tiene una amplia gama de aplicaciones y ofrece una combinación única entre, la resistencia a la corrosión (contrario a los metales), la alta resistencia mecánica y estabilidad direccional. Una característica fundamental, es que es un material muy liviano, lo que reduce significativamente el peso de las estructuras y por lo tanto sus costos de instalación.

No son conductores térmicos ni eléctricos y a diferencia de los metales, que tienen una alta conductividad al calor y a la electricidad, por lo que son ideales en una amplia variedad de industrias donde se utilizan altas temperaturas o corrientes eléctricas de alta tensión, que pueden poner en riesgo a los trabajadores.

Durabilidad

Los perfiles de fibra de vidrio ofrecen una larga vida útil y requieren de poco mantenimiento, por lo que en distintas áreas donde tradicionalmente se utilizaban componentes de acero, aluminio o madera, en la actualidad se utiliza la fibra de vidrio Es un material muy económico y se puede fabricar en cualquier forma, color o dimensión.

¿En dónde se pueden emplear?

Hoy en día son usados en una gran variedad de industrias, entre las que destacan los ramos arquitectónico y comercial, la industria alimenticia y de bebidas, la industria manufacturera, la minería, en tratamientos de aguas residuales, en la industria química, del petróleo y gas, en la industria energética, en la construcción de puentes y autopistas y en muchas otras más.

Ventajas de los perfiles de plástico reforzado con fibra de vidrio

Además de su precio y versatilidad, los perfiles de plástico reforzado con fibra de vidrio ofrecen diversas ventajas, que los vuelven una mejor opción que el acero o el hierro en diversas situaciones. Entre algunas de las ventajas que podemos destacar se encuentran:

  • Resistencia a la corrosión. Estos perfiles son fabricados con la combinación de poliéster y fibra de vidrio, ambos materiales son conocidos por su capacidad para brindar resistencia a la corrosión en los entornos y niveles de exposición a las sustancias químicas más agresivos. De igual manera no producen oxidación al estar expuestos a la intemperie o, como en el caso de los puentes, sumergidos en agua dulce o salada. Así mismo suelen tener acabados para protegerlos de la radiación ultravioleta, un factor que suele acelerar la corrosión u oxidación de diversos materiales.
  • Poco mantenimiento. Las propiedades anticorrosivas y antioxidantes de los perfiles de fibra de vidrio y demás productos fabricados con estos materiales, reducen o en algunos casos eliminan la necesidad de limpiarlos, rasquetearlos o repintarlos, contrario a los diversos metales que requieren de un mantenimiento continuo. Sus materiales son fáciles de limpiar con hidro lavadoras de alta presión, sin que pierdan la calidad de su acabado.
  • Retardador de fuego. A pesar de que los polímeros son considerados productos inflamables, cuando son combinados con otros elementos -como la fibra de vidrio-, adquieren propiedades únicas. En este caso, nuestros perfiles son retardadores de fuego y son calificados con una propagación de llama de 15, dentro de las normas internacionales.
  • Sus materiales son considerados auto extinguibles por lo que son ideales en zonas propensas a incendios o de manejo de productos altamente inflamables.
  • Bajo costo de instalación. Gracias a que sus materiales son livianos y fáciles de utilizar en la construcción, los perfiles estructurales de plástico reforzado con fibra de vidrio eliminan la necesidad de utilizar equipos para la carga de materiales pesados; no se requieren equipos de soldar para las uniones y reducen significativamente el peso de las estructuras, por lo que los cimientos y columnas requieren de menos refuerzos para brindar la misma resistencia.
  • Larga duración. Los productos de fibra de vidrio brindan una durabilidad y una alta resistencia a la corrosión, son excelente opción en las aplicaciones más exigentes y por eso tienen una vida útil mayor a que los materiales tradicionales, como la madera y el acero.
  • No conducen la electricidad ni el calor. Como hemos mencionado, la fibra de vidrio no conduce la electricidad y tiene un bajo radio de conductividad térmica.

Debido a estas ventajas los perfiles de fibra de vidrio han ganado cada vez más importancia en el mercado en las diversas industrias que hemos mencionado, cumpliendo lo más altos estándares y las exigencias de la construcción.

Las estructuras de fibra de vidrio son un material perfecto para la construcción en general, y en SIESA podrás acceder a una selección muy amplia de estructuras y rejillas de fibra de vidrio.

Nuestros Ingenieros podrán orientarte en todo el proceso desde la selección materiales hasta la puesta en marcha de tu obra para convertir tu proyecto en una realidad

Aplicaciones de productos pultruidos

  1. Plataformas
  2. Escaleras
  3. Tapas para zanjas
  4. Cubiertas
  5. Rampas de acceso
  6. Techos
  7. Muros
  8. Trincheras
  9. Pasillos y pisos industriales
  10. 10.Naves industriales
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La fibra de vidrio como material dielectrico

La fibra de vidrio como material dieléctrico.

Los productos de plástico reforzado con fibra de vidrio ofrecen muchos beneficios al ser un material compuesto, debido a que estos materiales, como los plásticos reforzados con fibra de vidrio toman las mejores propiedades de dos más materiales y los fusionan para obtener un material con mejores propiedades.

Su propiedad dieléctrica es una de las razones que hacen a los plásticos reforzados con fibra de vidrio (FRP por sus siglas en Ingles) un material seguro para ambientes con presencia de corriente eléctrica.

Esta propiedad implica, entre otras cosas, que es un material no conductor de la electricidad.
Lo cual a grandes rasgos se logra por su composición química.

Recordemos que la electricidad es un flujo de electrones, para que un material sea considerado un buen conductor debe permitir a los electrones moverse dentro de el mismo.

Esto es algo que no lo permiten los materiales de FRP.

Pero a todo esto, ¿qué beneficios se ganan al utilizar estos materiales por ser dieléctricos?

El primero de ellos es la ganancia en seguridad, que se traduce en un menor número de accidentes por alguna descarga eléctrica.

Esto es de vital importancia en estaciones eléctricas, centros de carga, sistemas de soporte de cables y en general en todo lugar donde se tenga una corriente eléctrica.

Así que ya lo sabes, para tener mayor seguridad en ambientes con presencia de electricidad debes apoyarte en los productos de FRP.

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Análisis Costo-Beneficio de Tuberías recubiertos SIESA® vs Tuberías de acero al carbón y Tuberías de Acero Inoxidable 316

Te presentamos un caso de estudio real al realizar una cotización de nuestros sistemas de carretes con recubrimiento interior en fluoropolímeros y termoplásticos SIESA®

Nota: La tubería vendida fue para servicio de Ácido Bromhídrico.

 

Conclusiones:

El costo de inversión de la tubería con recubrimiento interior de PTFE es 4.95 veces más alto comparada con la tubería de acero inoxidable 316, sin embargo, considerando que la vida útil de la tubería de acero inoxidable 316 es de máximo 1 año de servicio y la tubería con recubrimiento interior de PTFE es de 30 añosesta diferencia se transformará en un ahorro de 47,802.24 usd al cliente, ya que dejará de cambiar anualmente todo el arreglo de tuberías de acero inoxidable 316.

 *El ahorro podría incrementar, ya que no se está considerando el porcentaje de inflación anual.

 

El costo de inversión de la tubería con recubrimiento interior de PTFE es 7.74 veces más alto comparada con la tubería de acero al carbón, sin embargo, considerando que la vida útil de la tubería de acero al carbón es de máximo 3 meses de servicio y la tubería con recubrimiento interior de PTFE es de 30 añosesta diferencia se transformará en un ahorro de 136,821.84 usd al cliente, ya que dejará de cambiar trimestralmente todo el arreglo de tuberías de acero al carbón.

 *El ahorro podría incrementar, ya que no se está considerando el porcentaje de inflación anual.
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