Simulación y control de los procesos de transferencia de resina en moldes flexibles mediante modelos de permeabilidad equivalente

Abstract

El objetivo de la presente tesis es el desarrollo de una metodología original para el diseño óptimo de los procesos de transferencia de resina con ayuda de vacío en la fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica. Se trata de un sistema experto que permite reducir el esfuerzo necesario para la optimización del proceso de fabricación y la eliminación de una estrategia basada en el ensayo y error en favor del prototipado virtual en el diseño de los utillajes necesarios. Para la puesta en marcha y validación del sistema experto se han desarrollado las siguientes aportaciones originales: 1. Se ha desarrollado y puesto en marcha un dispositivo experimental original para la caracterización de la permeabilidad flexible de preformas con el ánimo de desarrollar una estrategia de simulación rápida, con reducido esfuerzo computacional y limitada necesidad de determinación experimental de las características del refuerzo (permeabilidad) que permita el diseño preliminar de moldes de infusión con garantía de llenado de la cavidad y tiempos de ciclo reducidos. 2. Se ha puesto en marcha el banco de permeabilidad flexible con una serie de refuerzos típicamente utilizados en la tecnología de materiales compuestos, tales como mats de fibras continuas, tejidos multidireccionales, tejidos híbridos con núcleo para facilitar el paso de la resina y tejidos realizados con fibras de origen natural. Se estudia además en el presente trabajo cómo influyen los radios de curvatura del molde sobre elementos tales como núcleos en el flujo de la resina. 3. Se ha investigado también en el presente trabajo cómo monitorizar la posición del frente de flujo de resina y el grado de curado de la misma con el tiempo. Se han probado con éxito los sensores denominados de flujo de calor en dispositivos de infusión, que permiten registrar la transferencia de energía debida, por un lado, a la diferencia de temperatura entre la resina y el molde a su paso por el sensor y, por otro, a la reacción de p