En los últimos años, los materiales ligeros han recibido mucha atención en la fabricación de diversos componentes industriales, especialmente componentes automotrices y aeroespaciales. Más específicamente, los compuestos de polímeros reforzados con fibra (FRP) han allanado un camino adecuado para demostrar con éxito que son una alternativa viable a los componentes de metales pesados.

El FRP convencional se basa en resinas epoxi y está reforzado con fibras de alto rendimiento, como las fibras de carbono. Sin embargo, reciclar los composites a base de epoxi al final de su vida útil es bastante complicado. Por otro lado, los termoplásticos son más baratos, más fáciles de procesar y fáciles de reciclar. Los materiales de fibra de carbono tienen las ventajas de alta resistencia, baja densidad, alto módulo específico, pequeña densidad, resistencia a altas temperaturas, resistencia química, baja corriente, alta conductividad térmica y excelentes funciones de amortiguación de vibraciones y ruidos, que se han utilizado ampliamente en el campo de la ingeniería. . En FRP, el polímero matriz actúa como una fase continua y las fibras de refuerzo actúan como una fase discontinua.

Dependiendo del tipo de polímero, el compuesto puede ser termoestable o termoplástico.
Los procesos de fabricación de compuestos de matriz termoestable y compuestos de matriz termoplástica son bastante diferentes: los primeros requieren curado y los segundos requieren un proceso simple de fusión y enfriamiento. Actualmente, los materiales más utilizados en China son los compuestos formados a partir de compuestos de fibra de carbono termoestables. Al mismo tiempo, la tecnología de curado térmico se ha desarrollado y aplicado más plenamente en China.
Por el contrario, la tecnología de moldeo de compuestos termoplásticos de fibra de carbono está todavía en su infancia y todavía hay margen para una mayor optimización, así como altos costos de fabricación y requisitos cada vez más altos en cuanto a procesos y tecnología.
Los materiales termoplásticos de fibra de carbono tienen ventajas irremplazables:
1) Alta resistencia al impacto (10 veces mayor que la termoestable);
2) Las fibras de carbono termoplásticas se pueden reciclar;
3) Si podemos superar el problema de que la resina no se derrite fácilmente entre sí, podemos completar el segundo moldeo por inyección.
Esto simplifica el proceso de moldeo y mejora las propiedades mecánicas.



La resina termoplástica es uno de los materiales de matriz más comunes en los materiales de fibra de carbono, posee las características de ablandamiento por calor, fusión por calor y endurecimiento estable después del enfriamiento, y puede fundirse con altas temperaturas y solidificarse repetidamente después del enfriamiento. Las resinas termoplásticas tienen excelente estabilidad a la corrosión, tenacidad a la fractura, resistencia al daño y al impacto, y son de tamaño pequeño. En los últimos años, la fibra de carbono como cuerpo de refuerzo y su material termoplástico como matriz se han utilizado ampliamente en muchos aspectos civiles y militares en China.

Los compuestos termoplásticos reforzados con fibra de carbono tienen una historia de desarrollo en las últimas décadas y se han desarrollado una variedad de métodos de moldeo diferentes. En la actualidad, los métodos de moldeo convencionales más comunes en la industria manufacturera son: moldeo por prensado en caliente, moldeo por pultrusión, moldeo por bobinado, etc. Aunque este método de producción de moldeo convencional es aplicable a una amplia gama de alto nivel de tecnología, el costo de producción es alto y la eficiencia es baja. En los últimos años, ha surgido una variedad de nuevos métodos de moldeo, incluida la extensión automática del moldeo por fibra óptica, la consolidación rápida por ultrasonidos, la consolidación por láser y el moldeo por consolidación por haz de electrones, el moldeo asistido por vacío, así como la impresión 3D y otras tecnologías de moldeo. 41