Optimizando la fabricación de palas de aerogeneradores con cintas adhesivas

En la fabricación de componentes para aerogeneradores, la eficiencia de los procesos es clave para cumplir con los exigentes plazos y estándares de calidad. Al igual que en otros sectores industriales, podemos aprovechar las ventajas de los nuevos soportes y sistemas adhesivos, para introducir mejoras en los procesos.

Dentro de este contexto, aunque existen diversas cintas adhesivas para diferentes aplicaciones en este mercado, en este artículo nos centraremos en el moldeo de composites, un proceso crucial para la fabricación de piezas robustas, ligeras y libres de defectos en los aerogeneradores.

Desafíos en el moldeo de composites para aerogeneradores

Durante el moldeo de piezas de composites, como las palas de aerogeneradores, podemos encontrarnos varios desafíos: defectos superficiales, dificultades en el desmoldeo y control del proceso. Estos problemas pueden afectar la aerodinámica de las palas y aumentar los tiempos de producción, lo que influye directamente en la eficiencia energética de los aerogeneradores [1].

Imágen ©Saint-Gobain.

Empleando cintas adhesivas para el moldeo de composites

La nueva generación de cintas adhesivas para el moldeo de composites, facilitan el desmoldeo de las palas de aerogeneradores y otros componentes, garantizando una superficie limpia y libre de defectos. Además, estas cintas son una alternativa más rápida y eficiente que los métodos tradicionales, mejorando la consistencia de las piezas moldeadas.

¿Cómo funcionan?

Este tipo de cintas desmoldeantes para composites crean una superficie lisa antiadherente, al mismo tiempo que son adaptables y resistentes a temperatura y presión.

Por ejemplo, la Saint-Gobain CHR^® PTFE, está fabricada mediante una lámina de fibra de vidrio laminada con un film de politetrafluoroetileno (PTFE), conocido comúnmente con la marca DuPont Teflon™. Esta cinta presenta por un lado una superficie con un coeficiente muy bajo de fricción y por el otro, un adhesivo de silicona resistente a altas temperaturas y químicamente inerte. Gracias a un proceso de fabricación especial, este material no presenta grietas ni poros en la superficie, lo que permite obtener piezas sin defectos. La baja fricción y el bajo coeficiente de energía superficial, permiten un fácil extracción de la pieza del molde. 

Este tipo de cintas ofrecen un mayor espesor de PTFE laminado por encima de la malla de fibra de vidrio. Esto permite que en algunas aplicaciones, este tipo de cintas adhesivas pueden durar hasta 20 veces más que las opciones de menor calidad [2].

Dos ejemplos de éxito en cuanto a mayor durabilidad son:

1. El modelo Saint-Gobain SGB6-4, utilizado en la fabricación de grandes palas de aerogeneradores, mejora la eficiencia en 10 veces.
2. El mismo modelo se emplea en la producción de componentes médicos para resonancias magnéticas, reduciendo defectos superficiales y proporcionando un acabado mate uniforme.

En definitiva, este tipo de cintas ofrecen una alta durabilidad y minimizan la posibilidad de que los composites se adhieran al molde, facilitando un desmoldeo limpio y eficiente. 

Cintas de protección y empalme

Las cintas adhesivas de protección y empalme garantizan que los moldes utilizados para la fabricación de componentes eólicos mantengan su integridad durante múltiples ciclos de producción, lo que reduce costes asociados al mantenimiento y reemplazo de moldes.

¿Cómo funcionan?

A diferencia de las cintas de PTFE laminado sobre una malla de fibra de vidrio, las cintas adhesivas empleadas para protección y costura se extruyen directamente, lo que ofrece una mayor conformabilidad para poder adaptarse a geometrías complejas sin formar arrugas. 

Las cintas de PTFE extruido Saint-Gobain CHR® 2275-2, 2285-2 y 2296-2 están fabricadas a partir de una película de PTFE extruido y orientado, con un adhesivo sensible a la presión y resistente a altas temperaturas. Su color brillante facilita su identificación en piezas de composite y moldes, especialmente en componentes grandes como las palas de aerogeneradores y alas de aviones.

Cintas de enmascarado y sujeción

Las cintas de enmascarado y sujeción son esenciales para asegurar un moldeo limpio en la fabricación de palas de aerogeneradores, evitando la formación de defectos en las líneas de unión. Estas cintas se utilizan para proteger zonas críticas y asegurar que los bordes y juntas se mantengan alineados correctamente durante el curado de los materiales compuestos. Al prevenir la adhesión de exceso de resina y otros defectos superficiales, estas cintas mejoran la integridad estructural de las palas, optimizando su resistencia a la fatiga bajo cargas cíclicas, lo que es vital en aplicaciones de alta durabilidad como los aerogeneradores.

¿Cómo funcionan?

Se emplean cintas adhesivas con film de poliéster resistentes a altas temperaturas y se retiran sin dejar residuos. Además si la contaminación es un problema para el recubrimiento / pintado posterior u otros procesos, se puede sustituir el adhesivo de silicona por un adhesivo de caucho. Este tipo de adhesivo trabaja bien con temperaturas de hasta 200ºC. 

Durante el moldeo, la cinta de enmascarado se aplica en el exterior del molde, protegiendo las herramientas, hechas de metales costosos como el invar. Si hay fuga de resina, la cinta se retira, eliminando el exceso (también conocido como “flash”). 

Por ejemplo, las cintas de enmascarado Saint-Gobain CHR® M851, M852, M783 y M855 son las cintas sin silicona más resistentes a altas temperaturas disponibles en el mercado. Pueden soportar temperaturas de curado de hasta 200°C, lo que es muy cercano al rendimiento de los adhesivos de silicona. Además, los tejidos Chemlam® tienen una vida útil más prolongada en comparación con productos competitivos recubiertos por inmersión.

Impacto Ambiental en la Fabricación de Aerogeneradores

Además de mejorar la eficiencia y reducir costes, el uso de cintas adhesivas contribuye a disminuir el impacto ambiental en la producción de aerogeneradores. Al optimizar el proceso de moldeo, se generan menos desechos, lo que reduce la huella de carbono de la fabricación de palas. La durabilidad de las cintas también ayuda a prolongar la vida útil de los moldes, reduciendo la necesidad de reemplazos frecuentes.

Otra ventaja de estas cintas, en concreto las cintas de moldeo, pueden utilizarse y reutilizarse varias veces, eliminando la necesidad de aplicar recubrimientos de silicona a los moldes para cada pieza. 

Aunque los costos de material de las cintas de moldeo compuestas pueden ser mayores que los recubrimientos de silicona, ofrecen un ahorro neto en mano de obra, ya que no es necesario limpiar las herramientas y reaplicar los recubrimientos de silicona para cada pieza fabricada.

Mayores niveles de calidad y durabilidad

A modo de conclusión, los avances continuos en adhesivos y soportes de las cintas adhesivas, permiten a la industria eólica alcanzar mayores niveles de calidad, durabilidad y eficiencia en la producción de aerogeneradores. 

1. Mejora de la Eficiencia: Las cintas adhesivas optimizan el proceso de moldeo, reduciendo tiempos de fabricación y mejorando la calidad de las piezas.
2. Protección de Herramientas: Al proteger moldes y herramientas, se disminuyen los costes de mantenimiento y prolonga la vida útil de los equipos.
3. Resistencia a Altas Temperaturas: Las cintas tanto de PTFE como de poliéster soportan curados a altas temperaturas sin dejar residuos.
4. Versatilidad: Aptas para diversas aplicaciones en esta industria. 
5. Sostenibilidad: Menor generación de residuos y defectos, contribuyendo a la reducción de la huella de carbono.

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Asesoramiento personalizado y conversión

Trayma, como convertidor de cintas adhesivas, partiendo de la materia prima en bobinas y jumbos de gran formato, puede suministrar los materiales adhesivos en el formato más adecuado para aplicar en producción.  

Disponemos de un departamento dedicado de Desarrollo (PYD) para ofrecer asesoramiento técnico sobre materiales, aplicaciones y soluciones. También contamos con un laboratorio interno de ensayos (Trayma LAB) y un departamento de utillaje y equipos de aplicación de cintas (Trayma SAT). 

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