Investigadores del MechLab (B. Eixerés, S. Sánchez-Caballero, M. A. Peydró, F. Parres y M. A. Sellés) han publicado en Alexandria Engineering Journal un estudio sobre la inyección de polisulfuro de fenileno reforzado con fibra de carbono (CF-PPS). El material, con un 30 % en peso de fibra de carbono y un 15 % de PTFE, tiene propiedades mecánicas similares a las del aluminio con una densidad bastante menor, lo que lo hace interesante para automoción y aeronáutica. El artículo se publicó en línea el 18 de enero de 2025, en acceso abierto, y forma parte del volumen 123 (junio de 2025).
Cinco parámetros analizados a la vez
Trabajos anteriores estudiaban algunos parámetros por separado y a veces llegaban a conclusiones contradictorias. En este caso se analizan de forma conjunta la temperatura de inyección, la velocidad de inyección, la presión de mantenimiento, la temperatura del molde y un recocido posterior. El material se secó a 100 °C durante 4 horas antes de inyectarlo, y el recocido se hizo a 180 °C durante 1 hora con un enfriamiento controlado de 25 °C por hora.
Las condiciones de proceso pesan mucho en el resultado. Entre las condiciones más y menos favorables del diseño experimental, los autores registran diferencias de hasta un 78,1 % en resistencia a tracción, un 109,5 % en resistencia al impacto y un 72,9 % en módulo de Young. Para la resistencia a rotura conviene una velocidad de inyección baja, recocido, temperatura de inyección y presión de mantenimiento bajas y molde caliente. El módulo mejora con molde caliente, mayor temperatura de inyección y más presión de mantenimiento; la resistencia al impacto, con velocidad baja, presión alta y molde caliente. La dureza aumenta con el recocido y con valores altos de temperatura, velocidad y presión.
Qué aporta al laboratorio
El trabajo une dos líneas del MechLab: la inyección de polímeros y los compuestos termoplásticos con fibra de carbono. Da una guía práctica para fijar las condiciones de inyección según la propiedad que más interese en la pieza. El PTFE actúa como lubricante sólido, y el comportamiento tribológico del PPS es otra de las líneas en las que trabaja el grupo, con ensayos de fricción y desgaste.
Fuente: Eixerés, B.; Sánchez-Caballero, S.; Peydró, M. A.; Parres, F.; Sellés, M. A. Influence of injection molding process conditions on the mechanical properties of CF-PPS/PTFE composites. Alexandria Engineering Journal 123 (2025) 381-391. Publicado en línea el 18 de enero de 2025. doi:10.1016/j.aej.2025.01.022 Imagen: resumen gráfico del artículo, CC BY-NC-ND 4.0.