Estructuras ligeras compuestas de bobinado de filamento sin núcleo: proceso de fabricación CFW

Abstract

[ES] La metodología core-less filament winding es un sistema constructivo industrializado que consiste en la fabricación de elementos estructurales mediante el bobinado de filamento de fibras sintéticas alrededor de piezas con función de encofrado, creando componentes con superficies anticlásticas que carecen de núcleo en el interior. La tensión que se genera entre los filamentos superpuestos y la rigidez de la resina que se aplica sobre ellos permite la fabricación de estas piezas que, además de ser muy resistentes a esfuerzos de compresión y flexión, poseen una ligereza cuyo alcance sería inimaginable para cualquier otro material estructural. Con el objetivo de aportar una mayor escalabilidad a este sistema constructivo, se detalla el contexto profesional relativo al proceso de fabricación, se estudia cada uno de los materiales que componen el sistema, se desarrolla un minucioso diseño de cada pieza y se genera una sintaxis de bobinado para determinar la trayectoria de cada filamento. Una vez terminado este proceso, se ensayan los componentes fabricados y se analizan las propiedades mecánicas de los componentes en función de los resultados obtenidos. El objetivo final de este estudio no es otro que la incorporación de una nueva tipología constructiva al catálogo de soluciones actuales y el progreso de la automatización y el desarrollo tecnológico del sector de la construcción mediante una innovadora solución constructiva industrializada, resistente, ligera y traslúcida.

[CA] La metodologia core-less filament winding és un sistema constructiu industrialitzat que consisteix en la fabricació d'elements estructurals mitjançant el bobinatge de filament de fibres sintètiques al voltant de peces amb funció d'encofrat, creant components amb superfícies anticlàstiques que manquen de nucli a l'interior. La tensió que es genera entre els filaments superposats i la rigidesa de la resina que s'aplica sobre ells permet la fabricació d'aquestes peces que, a més de ser molt resistents a esforços de compressió i flexió, posseeixen una lleugeresa l'abast de la qual seria inimaginable per a qualsevol altre material estructural. Amb l'objectiu d'aportar una major escalabilitat a aquest sistema constructiu, es detalla el context professional relatiu al procés de fabricació, s'estudia cadascun dels materials que componen el sistema, es desenvolupa un minuciós disseny de cada peça i es genera una sintaxi de bobinatge per a determinar la trajectòria de cada filament. Una vegada acabat aquest procés, s'assagen els components fabricats i s'analitzen les propietats mecàniques dels components en funció dels resultats obtinguts. L'objectiu final d'aquest estudi no és un altre que la incorporació d'una nova tipologia constructiva al catàleg de solucions actuals i el progrés de l'automatització i el desenvolupament tecnològic del sector de la construcció mitjançant una innovadora solució constructiva industrialitzada, resistent, lleugera i translúcida.

[EN] The coreless filament winding process is an industrialized construction system that consists of manufacturing structural members by wrapping synthetic fiber filaments around formwork parts, creating components with anticlastic surfaces that lack an internal core. The tension created between the superimposed filaments and the rigidity of the resin applied on them allow the creation of these pieces that, in addition to being very resistant to compression and bending stresses, have a lightness whose magnitude would be unimaginable for any other construction material. With the aim of giving greater scalability to this construction system, the professional context related to the manufacturing process is detailed, each of the materials that make up the system is studied, a detailed design of each piece is developed and a syntax of winding on the way each strand. After completing this process, the manufactured components are tested and the mechanical properties of the components are analyzed based on the results obtained. The ultimate goal is none other than to add a new building typology to the catalog of current solutions and advance in the automation and technological development of the building sector through an industrialized, resistant, light and translucent construction solution.