Tema6-Fabricacion_JMM_v3 1_2015

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Materiales Compuestos 
TEMA 6 
Procesos de 
fabricación con 
preimpregnados y 
autoclave 
 
INDICE 
 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
6.4- Curado en autoclave de resinas termoestables 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
6.7- Integración de geometrías complejas 
6.8- Criterios de selección de procesos 
 
DIAPOSITIVA 1 
 
 
6.1- Introducción a la fabricación 
mediante preimpregnados 
DIAPOSITIVA 2 
Evolución del método húmedo a los procedimientos actuales 
DIAPOSITIVA 3 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
 
Método húmedo 
Objetivos de la evolución: 
• Mejora de propiedades específicas mediante el control 
del volumen de resina 
• repetitividad y trazabilidad 
• Bajo contenido en volátiles (presión y vacío) 
• Industrialización/mejora de costes de producción 
Fibra seca: 
 
1. Combinación de moldeo por inyección (John 
Hyatt, 1872) con el uso de preformas de fibra 
introducidas en un molde con fronteras que lo 
delimitan del exterior (Resin Transfer Moulding 
(RTM), Resin Liquid Injection (RLI) ) 
o 
2. Aplicación de resina en película sólida entre 
láminas de refuerzo (Resin Film Infusion (RFI)) 
Pre-impregnados: 
 
Impregnación del material de fuerzo en origen con la 
cantidad adecuada de resina para obtener un Vf/Vr 
óptimos, reduciendo la introducción de volátiles 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
Pre-impregnado 
El material pre-impregnado o prepreg es una combinación de un refuerzo de fibra (en 
forma de mechas o láminas) y una resina, de manera que las operaciones de 
fabricación (corte, apilado sobre un molde, conformado...) se realizan con un material 
semielaborado (“prepreg”). 
 
[El primer uso del término pre-preg fue en 1954, R. H. Sonneborn Fiberglas Reinforced Plastics iii. 63 The 
pre-preg materials are fabrics or mats that are pre-loaded, using resin mixtures that are essentially the 
same as are used in standard molding operations]. 
DIAPOSITIVA 4 
Origen: Hexcel 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
Principales ventajas del uso de preimpregnados 
Las principales razones para el uso del material preimpregnado son: 
 
• Impregnación de la resina en origen, resultando en una repetitividad 
de la formulación de la resina, bajo contenido de volátiles, y su 
proporción en relación con el material de refuerzo, resultando en unas 
propiedades mecánicas finales también repetitivas. 
 
• La resina sirve de ligante para las fibras de refuerzo, de manera que 
se pueden presentar en forma de láminas unidireccionales (no tejidas), 
permitiendo una mejora de las propiedades (no ondulación) y una 
optimización de las secuencias de apilado (orientaciones 
independientes) 
 
• La impregnación aporta una pegajosidad (tack) que facilita la 
manipulación y la automatización de los procesos de fabricación. 
DIAPOSITIVA 5 
Procesos de fabricación de preimpregnados 
Película de resina 
Control del contenido 
De resina 
Resina de baja viscosidad 
+ 
Disolvente Películas protectoras 
SOLVENT COATING HOT MELT 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 6 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
Ventajas e inconvenientes de la fabricación con preimpregnados 
 
– Ventajas frente al método húmedo: 
• Al hacerse en origen, la formulación de la resina es muy precisa y los 
volátiles atrapados en la misma prácticamente inexistentes. 
• La proporción de fibra y resina está muy controlada. 
• Los parámetros del material son muy repetitivos, lo que permite la 
homogeneización de propiedades en la fabricación en serie. 
• Fácil de manipular (corte y apilado), permite trabajar con cinta 
unidireccional (la resina actúa de elemento ligante para las fibras) 
• La pegajosidad del preimpregnado (tacking) facilita la automatización 
del proceso de moldeo (ATL, FP, FW, pultrusión...) 
• El coste del proceso es menor que el empleo de refuerzo y resina por 
separado 
– Inconvenientes 
• El empleo de resinas premezcladas obliga a su almacenamiento a 
bajas temperaturas (-18º). El material caduca. 
DIAPOSITIVA 7 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
Fabricación con preimpregnados 
 
– Fases del proceso de fabricación 
 Muy similares a las del proceso de fabricación por método 
húmedo, excepto en el proceso de impregnación y en las 
posibilidades de automatización. 
 
• Preparación de utillaje y material auxiliar 
• Preparación y corte del material preimpregnado 
• Apilado o moldeo del material preimpregnado 
• Preparación para el ciclo de curado 
• Ciclo de curado (presión y temperatura) 
• Desmoldeo y terminación (recanteado o mecanizado, 
inspección...) 
DIAPOSITIVA 8 
Almacenamiento del material preimpregnado 
El material se almacena en congeladores, manteniendo siempre 
la trazabilidad de su estancia dentro y fuera de los mismos. El 
tiempo de almacenamiento suele ser entre 6 y 12 meses, y el de 
uso inferior al mes. 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 9 
Shelf Life 
or Tack Life 
or Out Life 
Definiciones de los tiempos característicos de uso de 
preimpregnados: 
– Tack life: Es el máximo tiempo que puede permanecer el material a 
temperatura ambiente conservando pegajosidad que provoque 
problemas en el laminado (típicamente 10 días) 
– Out Life: Es el tiempo máximo que puede permanecer un material 
fuera de la nevera antes de ser curado (típicamente 21 días) 
– Shelf life: Es el máximo tiempo que se puede almacenar el prepreg de 
forma continua, en un embalaje aislante de la humedad a -18ºC 
(típicamente 12 meses) 
 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 10 
• Para evitar la contaminación del material, en todo momento que se 
trabaje con preimpregnados, adhesivos o moldes, será necesario 
estar dentro de una sala limpia. 
• Las operaciones de corte, apilado y preparación de la bolsa de 
vacío deberán realizarse dentro de una sala limpia con control de 
humedad y temperatura. 
 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 11 
Defectología en cinta prepreg 
6.1- Introducción a la fabricación mediante 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 12 
 
 
6.2- Apilado de materiales 
preimpregnados 
DIAPOSITIVA 13 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
– Moldeo manual 
 
 
– Encintado automático (ATL y FP) 
 
 
 
– Devanado de filamentos 
 
 
 
– Pultrusión 
DIAPOSITIVA 14 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
Moldeo manual (hand lay-up) 
– Procedimiento empleado para la fabricación, generalmente 
con tejido preimpregnado, de piezas de tamaño 
pequeño/mediano y configuraciones de complejidad 
geométrica pequeña a muy alta (costillas pequeñas, herrajes, 
carenas...). 
 
– Características generales 
• Inversión moderada, elevado coste de mano de obra (€/kg 
grande). 
• Técnica muy versátil, admite gran variedad de configuraciones 
de útiles y herramientas auxiliares para el corte del material, 
posicionamiento de las capas. 
• Calidad alta. Volúmenes de fibra altos y porosidad baja 
(dependiendo del procedimiento de curado). Buena repetitividad. 
DIAPOSITIVA 15 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
Moldeo manual (hand lay-up) 
– Particularidades del proceso 
• Si el proceso de fabricación se realiza mediante moldeo manual, habrá 
una operación de preparación del material preimpregnado que 
consistirá en el corte de patrones. 
• El corte de patrones, generalmente de tejido, se realizará de acuerdo 
manualmente (plantillas y cuchilla) o mediante corte automático de 
patrones (máquinas de corte textil, programa CN). 
• En el caso de corte por CN, el programa parte de un modelo de capas 
(geometríay orientaciones), realizándose una optimización del 
posicionamiento de patrones en el rollo de materia prima (nesting). 
 
 
DIAPOSITIVA 16 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
Moldeo manual (hand lay-up) 
– Moldeo manual: colocación de patrones 
• Colocación de patrones con ayuda de plantillas (sólidas, ploteadas 
sobre película indeformable –MYLAR- o plantillas láser). 
• Cada 3-5 capas se hará una bolsa de compactación (bolsa de vacío a 
T ambiente) para reducir el aire atrapado durante el moldeo 
• Leyes de colocación de patrones: 
 
 
Tejido: 
• Tolerancias de posicionamiento: ±0,5 mm, ±5º 
en orientación 
• Uniones con solape de 12,5 – 25 mm, con 
decalados mínimos entre capas próximas de 25 
mm. Uniones a tope no permitidas 
Cinta: 
• Tolerancias de posicionamiento: ±0,5mm, ± 3º 
en orientación 
• Uniones a solape no permitidas, uniones a tope 
con gaps máximos de 1mm, con decalados 
mínimos entre capas próximas de 25 mm. 
DIAPOSITIVA 17 
Ejemplos de fabricación mediante apilado manual de telas 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 18 
Ejemplos de fabricación mediante apilado manual de telas 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 19 
Moldeo manual (hand lay-up) 
– Utillaje y piezas típica fabricada mediante moldeo 
manual. 
Aleta dorsal HTP del A380 
Costilla de borde de ataque y herraje 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 20 
ATL (Automatic Tape Lay-up) 
– Procedimiento empleado para la fabricación, con cinta preimpregnada, de 
piezas de gran tamaño de pequeña curvatura, grandes espesores y 
apilados complejos (revestimientos de estabilizadores, alas...). 
– Características generales 
• Inversión muy alta, bajo coste de mano de obra (€/kg muy pequeño). 
• Técnica limitada a configuraciones de pequeña curvatura. 
• Calidad y repetitividad alta. Volumen de fibra alto y porosidad baja 
(bolsa de vacío/autoclave). 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 21 
ATL (Automatic Tape Lay-up) 
– Particularidades del proceso 
• El apilado o moldeo se realiza mediante un cabezal dotado de un 
rodillo de cinta preimpregnada que va depositando tiras de ésta sobre 
un útil. El cabezal se haya montado en una máquina de control 
numérico con múltiples ejes. 
 
carrete de cinta 
preimpregnada
cuchilla de 
corte de cinta
calentador 
de cinta
zapata 
segmentada
papel 
protector
carrete de 
recogida de papel
rodillo de 
compactación
útil
patín 
guía
cinta
laminado
carrete de cinta 
preimpregnada
cuchilla de 
corte de cinta
calentador 
de cinta
zapata 
segmentada
papel 
protector
carrete de 
recogida de papel
rodillo de 
compactación
útil
patín 
guía
cinta
laminado
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 22 
ATL (Automatic Tape Lay-up) 
– Particularidades del proceso 
 Apilado automático de cinta preimpregnada sobre mesa de encintado o útil 
mediante máquina automática (ATL o FP). 
• Encintado a partir de un modelo de capas (geometría y orientaciones), 
realizándose modelo y programa de CN de encintado de capas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Tolerancias de apilado: 
– Tolerancias de posicionamiento: ±1,25mm, ± 3º en orientación 
– Uniones a solape no permitidas, uniones a tope con gaps máximos de 2,5 
mm, con decalados mínimos entre capas próximas de 25 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 23 
Ejemplos de encintado en ATL 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 24 
Revestimiento del HTP del A340 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 25 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 26 
Revestimiento del HTP del A340 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 27 
Revestimiento del ala del A350 
FP (Fiber Placement) 
– Procedimiento empleado para la fabricación, con cinta preimpregnada, de 
piezas de gran tamaño de gran curvatura, grandes espesores y apilados 
complejos (revestimientos de fuselaje, grandes carenas...). 
– Características generales 
• Inversión muy alta, coste de mano de obra moderado (€/kg medio). 
• Capacidad de apilado automático de laminados de gran curvatura, útiles 
cilíndricos o de geometría complejas. 
• Calidad y repetitividad alta. Volumen de fibra altos y porosidad baja (bolsa de 
vacío/autoclave). 
• Muy alto aprovechamiento 
del material (no scrap) 
• No requiere compactación 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 28 
FP (Fiber Placement) 
– Particularidades del proceso 
• El apilado o moldeo se realiza mediante un cabezal dotado de 
múltiples rodillos con mechas preimpregnada que va depositando tiras 
de manera independiente sobre el útil. El cabezal se haya montado en 
una máquina de control numérico con múltiples ejes. 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 29 
 
Limitaciones debidas al cabezal en el diseño con FP 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 30 
Esquema de maquina de 7 ejes 
Salida de haz de filamentos 
con tensión controlada
Colimador de la banda
Cortadores del haz de 
filamentos y mecanismo 
de embridado
Rodillo de 
compactación
Superficie de la pieza
Dirección de desplazamiento del cabezal
Calor controlado
Banda de fibra 
colimada
Rodillos de reinicio 
del haz
Cabezal de colocación 
de la fibra
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 31 
Ejemplos FP 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 32 
Ejemplo: A380 Sección 19 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 33 
Comparación de procesos de moldeo manual, ATL y FP 
LAY-UP CARACTERÍSTICAS PROS CONTRAS 
MANUAL 
 Uso de prepreg y curado 
en autoclave 
 Amacenamiento de 
materiales 
prepreimpregnados (-
18ºC) 
 Tack (pegajosidad) e 
impregnación del 
materiales clave para el 
proceso, especialmente 
ATL Y FP 
 Fabricación de 
estructuras primarias y 
secundarias 
 Buena optimización del 
volumen de fibra de las 
partes fabricadas 
 Fabricación de 
estructuras simples y 
complejas 
 Inversiones moderadas 
 Coste laboral alto 
 Bajo 
aprovechamiento de 
material (SCRAP) 
 Costes laborales 
menores que en el lay-
up manual 
 Mejor aprovechamiento 
del material. 
 Partes planas o con 
poca curvatura 
 Inversión altas 
 Material caro 
 Requerimientos 
dimensionales del 
material muy 
estrechos (anchura) 
 
ATL 
 Mejor aprovechamiento 
de material que en ATL 
 Costes laborales 
similares al ATL 
 No se necesita 
compactación del 
prepreg. 
 Inversiones muy 
altas 
 Material muy caro 
 Requerimientos 
dimensionales del 
material muy 
estrechos 
FP 
 Partes con geometría 
compleja y con mucha 
curvatura 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 34 
Devanado de filamentos (Filament winding) 
– Procedimiento empleado para la fabricación de piezas de geometría de 
revolución con mechas individuales continuas (preimpregnadas o 
impregnadas en un baño previo al devanado) depositadas por un cabezal 
robotizado (6 ejes) sobre un molde giratorio. 
– La deposición y compactación del material se realiza exclusivamente por 
la tensión obtenida por la rotación del molde: las mechas deben seguir 
entonces trayectorias geodésicas para evitar su deslizamiento sobre el útil. 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 35 
Devanado de filamentos (Filament winding) 
– Características generales 
• Inversión alta, coste de mano de obra bajo (€/kg bajo). 
• Alto coste de los mandriles, de difícil extracción, que pueden 
formar parte de la pieza final (mejorando su estanqueidad) 
• Capacidad de apilado automático limitada a piezas de 
revolución (fuselajes de misiles, depósitos, torres de 
aerogeneradores) 
• Calidad media. Porosidad baja (bolsa devacío/autoclave). 
Volumen de fibra y calidad superficial condicionada por la 
colocación de las mechas. 
• En el caso de empleo de método húmedo, requiere el uso de 
resinas de baja viscosidad 
• Piezas fabricadas con buenas propiedades frente a 
solicitaciones radiales y a torsión, inferiores frente a 
solicitaciones axiales 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 36 
Ejemplos de Filament Winding 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 37 
Pultrusión 
– Procedimiento empleado para la fabricación de piezas lineales de 
sección constante a partir de mechas y/o cintas continuas 
(preimpregnadas o impregnadas en un baño previo al devanado) 
conformadas y compactadas de forma progresiva mediante un 
puente de rodillos o similar y curadas y cortadas de manera 
continua 
 
Dispensado 
1 
Carretes 
Dirección de fabricación 
Preforma 
2 
Compactación 
3 
Postcurado 
4 
Alimentador 
5 
Corte 
6 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 38 
Esquema de proceso de pultrusión 
 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 39 
Pultrusión 
– Características generales 
• Inversión alta, coste de mano de obra bajo (€/kg bajo). 
• Capacidad de apilado automático limitada a piezas lineales 
continuas de sección constante (barras, tubos, larguerillos, 
rigidizadores...) 
• Utillaje caro (puentes de conformado y moldes) 
• Calidad y repetitividad alta. Volumen de fibra alto y porosidad 
baja. 
• Resina específicas que requieren poco tiempo en el proceso de 
curado para eliminación de volátiles y consolidación 
• Mala optimización estructural, al no poder modificar el espesor 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 40 
Ejemplo de pultrusión 
Máquina de pultrusión 
para fabricación de 
rigidizadores o 
larguerillos (JAMCO) 
6.2- Apilado de materiales preimpregnados 
DIAPOSITIVA 41 
 
 
6.3- Compactación mediante bolsa 
de vacío 
DIAPOSITIVA 42 
Para obtener componentes estructurales de gran calidad se 
necesitan laminados con un elevado volumen de fibra y baja 
porosidad (aire atrapado y volátiles). Existen diversas 
formas de conseguir esa consolidación: 
 
– Mediante presión mecánica, empleando una prensa de 
platos calientes o similar: P, T, ¿v? 
 
– Mediante bolsa de vacío: 
• Sin autoclave: en estufa o útiles calefactados, aplicando 
únicamente vacío mediante la bolsa (P -solo atm-, T, v) 
o bolsas de presión (P T, v) 
• Mediante autoclave y bolsa de vacío: P, T, v 
 
 
 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 43 
Problemas al compactar mediante presión mecánica de útiles 
rígidos (prensa de platos calientes) 
– Para piezas de grandes dimensiones el uso de prensas es 
inviable por la complejidad y costes asociados 
– Para laminados con cambios de espesor, pequeños desajustes 
entre el laminado y el útil provocan excesos o defectos locales de 
presión, y por tanto problemas de espesor y flujos de resina 
– No hay extracción de volátiles, que quedan atrapados en el 
laminado. 
 
 
 
 
 
 
 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 44 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
 
Bolsa de vacío. La colocación de una bolsa sellada contra el molde que 
da forma a la pieza y la extracción del aire de su interior hace que la 
atmósfera ejerza una presión hidrostática sobre el laminado, permitiendo: 
• Aplicar presión uniforme durante el curado 
• Permitir la extracción simultanea de gases 
 
PELICULA DE VACIO 
AIREADOR 
TEJIDO 
SANGRADOR 
DESMOLDEANTE 
FILM SEPARADOR….. 
RETENEDOR 
PASTA DE VACÍO 
 
DIAPOSITIVA 45 
Película de nylon 
Aireador 
Tejido sangrador 
Film separador 
Tejido pelable 
Laminado 
Tejido pelable 
Desmoldeante 
Útil 
Film separador 
Retenedor 
Pasta de vacío 
Toma de vacío 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
Bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 46 
Elementos de la bolsa de vacío (materiales auxiliares) 
 
• Películas de vacío: Suelen ser películas de nylon que se colocan, sobre apilado en el 
útil, como envolventes de las bolsas de vacío 
• Pasta de vacío: Es una cinta, de unos 15 mm de ancho, utilizada en el sellado de la 
bolsa de vacío. 
• Retenedores: Evitan el flujo excesivo de resina del elemento por su contorno, durante 
el ciclo de curado. 
• Películas separadoras: Sirven para “separar” los materiales preimpregnados del 
resto de materiales que forman la bolsa de vacío, también pueden emplearse, en 
algunos casos, como desmoldeantes. 
• Tejidos aireadores: Facilitan la extracción del aire ocluido durante el proceso de 
apilado, y los volátiles producidos durante el curado. suelen situarse entre la pieza y el 
material de la bolsa. No estarán en contacto con el preimpregnado 
• Tejidos sangradores: Permiten la eliminación del exceso de resina de los materiales 
preimpregnados en los procesos, que así se requiera, optimizando el porcentaje 
fibra/resina de la pieza final. 
• Tejidos pelables: Se utilizan como protección superficial en aquellas piezas que 
pueden ser objeto de contaminación, o que lleven un proceso posterior de encolado o 
pintura normalmente con un tratamiento posterior de lijado 
 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 47 
• Las ventajas de este método de fabricación son: 
– Presión uniforme, asociada a ratios uniformes de fibra/resina y buenas tolerancias 
– Aplicación de vacío durante el curado, resultando en bajos niveles de porosidad 
– Se pueden procesar todo tipo de materiales 
– Aplicable a todo tipo de geometrías, desde laminados planos a formas complejas 
– Permiten adaptarse a laminados de espesor variable 
– Se pueden emplear para el curado de la pieza o solo para su compactación 
• Consideraciones a tener en cuenta: 
– El proceso de preparación de la bolsa es caro y requiere personal cualificado. 
– Un fallo de la bolsa durante el ciclo puede acabar en la pérdida de la pieza 
– El tamaño de la pieza está limitado por el tamaño del autoclave. 
• Posible defectos que resultan de una incorrecta bolsa: 
– Arrugas 
– Puenteos 
– Sobresangrado o sangrado insuficiente 
– Alto contenido de poros 
– Dimensiones fuera de tolerancias 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 48 
Ejemplo de bolsa de vacío 
6.3- Compactación mediante bolsa de vacío 
DIAPOSITIVA 49 
 
 
6.4- Curado en autoclave de 
resinas termoestables 
DIAPOSITIVA 50 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
Características de un laminado bien fabricado: 
 
– Correcta orientación de las capas (lay-up) 
 
– Correcta relación fibra resina (uso de prepreg, viscosidad y flujo de resina 
adecuados, uso de sangradores, presión hidrostática y vacío adecuados) 
– Correcta compactación (presión hidrostática y vacío adecuados, viscosidad 
y flujo de resina también adecuados) 
– Correcto espesor (uso de prepreg, vacío y presión hidrostática adecuados, 
viscosidad y flujo de resina también adecuados) 
– Baja porosidad (conservación y atemperado correctos, compactaciones 
previas, vacío y presión hidrostática adecuados, punto de aplicación de 
vacío y presión acertados, estrategia de extracción de volátiles correcta) 
 
– Grado de curado (ciclo de temperatura/tiempo adecuado) 
 
• Criterios para la elección del ciclo de curado 
1. Viscosidad de la resina 
2. Tg deseada en el laminado curado 
Temperatura y tiempo 
Presión, vacío, 
temperatura y tiempo 
DIAPOSITIVA 51 
Autoclave: vasija cerrada que proporciona en un espacio 
limitado condiciones controladas de presión y temperatura. 
– La presión se consigue inyectando un fluido mediante una compresor 
(típicamente aire o nitrógeno). 
– El aporte de temperatura se realiza generalmente mediante resistencias 
eléctricas, de forma similar a una estufa u horno. La temperatura se 
homogeneiza mediante flujo forzado de aire en condiciones turbulentas. La 
transmisión de calor a la pieza se producefundamentalmente por convección. 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 52 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 53 
Fabricación mediante autoclave: 
– Procedimiento empleado en combinación con la bolsa de vacío 
para incrementar la presión aplicada sobre el laminado. Se 
pueden obtener piezas de gran calidad, de cualquier tamaño, 
espesor y geometría. 
Principales razones para el uso de un autoclave son: 
– Permite aplicar ciclos térmicos de forma uniforme y controlada 
– Permite aplicar altas presiones hidrostáticas en piezas de 
geometría compleja y espesores variables empleando moldes 
relativamente ligeros. 
– En combinación con la bolsa de vacío, facilita la extracción de 
volátiles permitiendo la obtención de : piezas de alta calidad 
– Compatible con la contracción de la resina durante el curado 
(shrinkage): geometría y espesor variables 
– Capacidad para mantener temperatura uniforme y controlada 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 54 
Se fabrican de acuerdo al los códigos ASME (USA) y 
AD-Merkbläter (armonizada con los estándares EC) 
 
Componentes típicas del sistema autoclave 
– Sistema de calentamiento. 
– Sistema de presión. 
– Sistema de refrigeración. 
– Sistema de vacío. 
– Sistema de circulación de aire en el interior del Autoclave. 
– Sistema de manipulación de la puerta. 
– Sistema de carga. 
– Sistema de control. 
– Cuadros de fuerza y de control. 
– Instalaciones auxiliares 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 55 
Esquema de control de un autoclave 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 56 
• Es necesario optimizar el espacio en al 
autoclave para la amortización del ciclo, sin 
afectar negativamente al flujo de aire dentro 
del mismo. 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 57 
Recordatorio de CM: Curado de resinas 
termoestables 
 
• Las resinas termoestables (poliéster, epoxi, fenólicas, 
bismaleimidas) forman una red covalente tridimensional 
 
– No funden 
– No se pueden reconformar 
– No solubles 
– Amorfas 
– Rígidas, frágiles 
– Resistentes a la fluencia 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 58 
Grado de curado o grado de reacción: porcentaje de 
reacción de polimerización que se ha producido. 
 
 
a) Prepolímero y agente de curado:  = 0 
 
 
 
b) Aumento del PM, pero las macromoléculas 
siguen separadas (fluido viscoso) 
 
c) Gelificación: se crea una red 3D ramificada 
(gel elástico), pero no reticulada. La resina 
deja de fluir. Al principio coexisten fase sol y 
gel, pero la fase sol decrece hasta, llegando a 
una red 3D reticulada: Vitrificación. 
 
d) Curado completo:  = 1. Red completamente 
entrecruzada 
c 
a 
d 
b 
0
0
)(
t
tt
i
H
HH
i



DIAPOSITIVA 59 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
Resinas epoxy 
– Resina base: Molécula intermedia con al menos dos grupos 
reactivos epoxi. 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DGEBA (epoxi de uso comercial extendido) 
TGMDA (epoxi de uso 
aeroespacial) 
CH2 
CH2 CH CH2 
O 
CH2 CH CH2 
O 
N 
CH2 CH CH2 
O 
CH2 CH CH2 
O 
N 
Epoxi-Novolac 
CH2 CH2 
O 
CH2 
O 
CH2 
CH 
CH2 
O 
O 
CH2 
CH 
CH2 
O 
n 
O 
CH2 
CH 
CH2 
O 
CH2 
DIAPOSITIVA 60 
Resinas epoxy 
 
– El curado o polimerización de las resina epoxy se produce por la 
rotura de los anillos epoxy y posterior entrecruzamiento, generando 
una estructura tridimensional. 
– Formas de activación de la reacción: 
• Agentes de curado reactivos: tienen H activos (generalmente enlazados 
a N, O, S) que reaccionan con los grupos epoxi, pasando a formar parte 
de la macromolécula. 
 
 
 
 
• Catalizadores “latentes”: favorecen el entrecruzado sin formar parte de 
la macromolécula de resina curada. Son bases fuertes o fuertes 
aceptadores de protones que actúan como iniciadores de la reacción 
(p.ej: R3N, BF3). La polimerización se produce mediante la 
ruptura/unión de grupos epoxi de diferentes moléculas. 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
Ejemplo de agente 
de curado reactivo: 
poliamina alifática 
DIAPOSITIVA 61 
Descripción de la reacción de curado: estados y puntos clave. 
 
– To<Tgo, prepolímero y agente de curado no tienen movilidad suficiente 
para reaccionar, sol vítreo. 
– Tgo<Tc<Tggel, evolución de sol vítreo a sol viscoso, se inicia la reacción, y 
las cadenas aumentan su PM hasta que la reacción se ralentiza y se para, 
volviendo a un estado de sol vítreo. 
– Tgo<To<Tg, aumento de PM hasta alcanzar primero el punto gel 
(gelificación), y luego la vitrificación. 
 
• Gelificación: transformación irreversible en el que las cadenas se unen 
formando una red 3D de PM infinito. Evolución de sol viscoso a gel 
elástico. Tiempo de gel: tiempo en el que se alcanza la gelificación en un 
curado isotermo. 
• Vitrificación: evolución de gel elástico (alta movilidad molecular) a gel 
vítreo (baja movilidad al haber aumentado el entrecruzamiento). La 
reacción se ralentiza, pudiendo llegando a pararse sin alcanzar  = 1. 
 
– To>Tg, tras la gelificación, no se alcanza la vitrificación, y la reacción 
progresa rápidamente hasta alcanzar  = 1. Posible degradación 
posterior. 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 62 
• Diagrama TTT 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d/dt = 0 
d/dt  0, d/dt = 0 
d/dt  0, d/dt = 0 
Pérdida de 
propiedades 
DIAPOSITIVA 63 
• Viscosidad: resistencia a “fluir” (oposición de un fluido a deformarse 
bajo esfuerzos tangenciales). Se mide en [Pa·s] o Poises (1 Poise 
= 0.1 Pa·s) 
• Para su determinación experimental, se mide el par al girar un 
disco con la muestra entre dos platos 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
RESINA EPOXI 8552 
Fluido Viscosidad a 20º [Poise] 
Agua 0,01 
Aceite de oliva 100 
Sirope de chocolate 100-250 
Ketchup 500-1000 
DIAPOSITIVA 64 
Ciclo de curado en autoclave: consideraciones básicas 
 
– El curado en autoclave de laminados con resinas de material 
polimérico es un proceso extremadamente complicado por la 
gran cantidad de factores implicados en él. 
– El conocimiento sobre el proceso de curado adecuado sobre 
un determinado material se basa generalmente en la 
experiencia acumulada generalmente a través de un lento y 
meticuloso proceso de puesta a punto basada en el método de 
prueba y error. 
– De la elección de una adecuado ciclo depende en gran medida 
la calidad del producto final: grado de curado adecuado, 
proporción de fibra y resina, uniformidad, arrugas, porosidad, 
microgrietas, etc… 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 65 
Objetivos fundamentales a la hora de seleccionar un ciclo de 
curado para un material específico 
 
– El curado de la resina debe ser completo y uniforme 
– La temperatura del laminado no debe superar un valor máximo 
preestablecido para evitar la degradación de la resina 
– Al final del curado el laminado debe de presentar un porcentaje 
de volumen de fibra y resina determinado con una tolerancia 
preestablecida 
– El contenido en poros debe ser lo mas bajo posible, típicamente 
inferior al 2% 
– Por razones económicas, el ciclo de temperatura debe ser lo 
mas corto posible 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 66 
• Durante el ciclo de curado, las variables internas del proceso (Tg, 
, , porosidad…) se podrán controlar UNICAMENTE mediante 
dos variables externas: la presión y la temperatura. 
• El éxito del proceso dependerá del conocimiento y control de 
dichas variable a lo largo del ciclo 
 
Parámetros controlables: 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 67 
– Perfil del ciclo de temperatura• Velocidad de calentamiento, 
• Existencia de intervalos 
intermedios de estabilización 
• Temperatura máxima 
• Tiempo de curado 
• Velocidad de enfriamiento 
• Temperatura de desmoldeo 
 
– Perfil de presión de autoclave 
• Punto de aplicación de la 
presión 
• Presión máxima 
– Perfil de vacío en la bolsa 
• Vacío mantenido o venteo al 
ambiente 
 
Ejemplo de ciclo de curado: 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 68 
Ejemplo de ciclo de curado: 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 69 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
Interacción de los parámetros de control y variables del ciclo 
de autoclave 
PARAMETROS 
DE CONTROL 
VARIABLES 
CONTROLABLES 
INTERACIONES 
TEMPERATURA 
AUTOCLAVE 
VELOCIDAD DE 
REACCION 
GENERACION DE 
CALOR 
VISCOSIDAD 
GRADO DE 
CURADO 
FLUJO DE 
RESINA 
ESPESOR DEL 
LAMINADO 
HUECOS 
PRESION 
AUTOCLAVE 
PRESION 
 RESINA 
TEMPERATURA 
 RESINA 
DIAPOSITIVA 70 
Determinación de la velocidad de calentamiento 
• La exotermia de las reacciones de curado, unida a la escasa 
conductividad térmica de los MtC pueden provocar un sobrecurado, o 
incluso la degradación del material en laminados de gran espesor. 
– Una rampa de calentamiento lenta favorece la evacuación de calor. 
– Sin embargo, una rampa de calentamiento demasiado lenta dificulta la 
extracción de volátiles. 
– Alternativa: “dwell”, o meseta previa a la de curado que permite avanzar 
la reacción y reducir la exotermia favoreciendo la extracción de volátiles 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 71 
dwell 
Determinación del ciclo de aplicación de presión 
 
– El papel de la presión en el ciclo de curado es una adecuada 
compactación de las láminas que componen el laminado y una buena 
distribución de la resina. La presión aplicada puede variar entre 1 y 10 
bares, dependiendo del laminado a fabricar. 
 
• Estructuras monolíticas, ~ 7 bares 
• Estructuras “sándwich”, ~ 3 bares, dependiendo del tipo de núcleo. 
 
– Es especialmente importante el punto de aplicación de la presión, 
en función de las características quimico-reologicas de la resina 
(viscosidad y gelificación). 
 
• Si se aplica la presión cuando la resina ya ha endurecido 
(gelificado), dará lugar a laminados con porosidad. 
• Si se aplica cuando la resina está muy fluida, la resina sangrará y 
dará lugar la laminados con falta de resina 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 72 
Porosidad: acciones para minimizarla antes y después del 
curado 
 
• Antes del curado: 
 
• Controlar los elementos generadores de volátiles en origen en la resina 
empleada en el preimpregnado. 
• Evitar la presencia de aditivos que dificulten la eliminación de volátiles 
• Favorecer la extracción de volátiles a través de una adecuada distribución 
de las fibras de refuerzo 
• Atemperar embolsado, fabricar en condiciones de HR controlada. 
• Evitar atrapamiento de aire durante el apilado: apilado automático y 
compactaciones intermedias. 
 
• Durante el curado: 
 
• Uso del vacío mantenido durante el curado 
• Presión del autoclave, ciclo térmico y punto de aplicación de presión 
coordinados 
• Adecuado uso del sangrado de la resina. 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 73 
Formas de aproximación al proceso: 
 
– Empíricas y ensayos. Se registran las 
variables de proceso, P y T, sin interacción 
posible con el mismo. Bajo control sobre la 
calidad del producto final: porosidad, 
acumulaciones de resina, microgrietas. 
Gran número de scraps. 
– Pasivas (“off-line process control”), 
modelos matemáticos. Se actúa sobre las 
variables del proceso, P y T para alcanzar 
las variables internas predichas por dichos 
modelos 
– Activas o control de proceso a tiempo real 
 
Objetivos del control de procesos: 
 
– Obtener laminados de calidad óptima 
(grado de curado, proporción de 
fibra/resina, baja porosidad, etc.) 
– Consumo mínimo de energía 
– Control de calidad activo 
 
 
6.4- Curado en autoclave de resinas 
termoestables 
DIAPOSITIVA 74 
 
 
6.5- Estructuras monolíticas y 
sándwich 
DIAPOSITIVA 75 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
Configuraciones fabricables: estructuras 
monolíticas y sándwich 
 
– Estructuras monolíticas 
• Constituidas por laminados sólidos (pieles y 
elementos rigidizadores y de refuerzo, 
conocidas como elementales) 
• Estructuras sometidas agrandes solicitaciones 
• Aplicación principal en estructuras primarias 
 ( HTP, VTP, fuselaje, ala...) 
 
– Estructuras “sándwich” 
• Constituidas por laminados sólidos y núcleos 
• Estructuras ligeras con gran rigidez a flexión 
• Aplicación principal en estructuras secundarias 
(superficies de mando, hipersustentadoras, 
carenas...) 
DIAPOSITIVA 76 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
Estructuras monolíticas: Tipos de procesos 
A. Monofásicos 
 
 
 
 
B. Bifásicos 
 
 
COCURADO 
COENCOLADO 
• Componente 1 curado 
• Componente 2 fresco 
•Componente 1 fresco 
•Componente 2 fresco 
• Componente 1 curado 
• Componente 2 curado 
ENCOLADO 
SECUNDARIO 
1 
2 
1 
2 
Adhesivo 
 
1 
2 
Adhesivo 
Todas las partes que forman 
la estructura se obtienen en 
único proceso que conforma 
la pieza final. 
Al menos una de las partes 
se cura por separado, 
encolándose posteriormente 
mediante adhesivo. 
Todas las partes se curan 
por separado, encolándose 
posteriormente mediante 
adhesivo. 
DIAPOSITIVA 77 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
Ejemplo de estructura monolítica: integración 
DIAPOSITIVA 78 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
La elección del proceso es compleja, depende de múltiples 
factores, y tiene impacto en las características geométricas, las 
propiedades mecánicas y los costes de fabricación. 
COSTES DE 
FABRICACIÓN 
CARACTERÍSTICAS 
MECÁNICAS 
CARACTERÍSTICAS 
GEOMETRICAS 
COCURADO 
ENCOLADO 
SECUNDARIO 
impacto en 
COENCOLADO 
DIAPOSITIVA 79 
Ejemplo de estructura monolítica: Trampa del tren principal del A380 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 80 
Ejemplo de estructura monolítica: WLC A350 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 81 
Estructuras sándwich 
- Indicadas para estructuras que se 
requieran gran rigidez a flexión y 
ligeras. Muy buenas propiedades 
específicas 
- Se utilizan en zonas que no 
requieran grandes solicitaciones 
mecánicas (puertas, trampas, 
superficies de control). 
- No requieren almacenaje especial 
(lugar fresco y limpio y colocados 
en posición horizontal) 
- Se consigue una gran reducción 
de tiempo y coste de fabricación. 
 
TOP SKIN 
HONEYCOMB 
CORE 
BOTTOM SKIN 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 82 
Estructuras sándwich 
 
• Son estructuras que consisten básicamente en dos revestimientos, 
inferior y superior, con un núcleo de baja densidad que los separa. 
 
• Existen diferentes tipos de núcleos: Fibra de vidrio, nomex , korex , 
espumas, Etc. Uno de los más utilizados son los de nomex como de 
fibra de vidrio, y celdilla de nido de abeja (”honeycomb”). 
 
• Como en el caso de laminados los procesos de fabricación para obtener 
componentes con estructura “sándwich” pueden ser monofase o 
multifase. 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 83 
Ventajas e inconvenientes de las estructuras sándwich 
 
• Ventajas 
–Soportan altas cargas a compresión y tracción (normales al panel). 
–Tienen excelente rigidez y resistencia específica. 
–Tienen la mejor relación rigidez/peso 
–Tienen buena rigidez a torsión. 
–Tienen una excelente capacidad de aislamiento térmico y acústico. 
• Inconvenientes 
–Son altamente sensibles a la absorción de agua/humedad y otros 
líquidos. 
–Tienen baja resistencia al impacto. Pueden sufrir daños con una baja 
energía de impacto. 
–Sonsensibles al pandeo. 
–Pueden aparecer problemas en las reparaciones remachadas. 
 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 84 
Rigidez y resistencia de laminados vs paneles sándwich 
 
 
 
 
 
 
Propiedades de núcleos empleados en estructuras aeroespaciales.. 
 
CONSIDERA-
CIONES 
ALUMINIO FIBRA DE VIDRIO F. NOMEX 
+ 
R. FENOLICA 5052-5056 2024 R. Fenólica Poliéster Poliimida 
Costo Moderado Alto Moderado Moderado Alto Moderado 
T
a
 máx. servicio ~175
o
C ~215
o
C ~175
º
C ~180
o
C ~260
o
C ~175
o
C 
Inflamabilidad E E E E E E 
Resist. impacto B B R R R E 
Resist. humedad B R E E E R/B 
Resist. fatiga B B B B B E 
Transferencia 
calor 
ALTA ALTA BAJA BAJA BAJA BAJA 
 
6.5- Estructuras monolíticas y sándwich 
DIAPOSITIVA 85 
 
 
6.6- Fabricación de estructuras 
monolíticas 
DIAPOSITIVA 86 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Esquema básico de procesos de moldeo en autoclave 
 
 
PREPARACIÓN 
DEL MATERIAL 
CORTE DE 
PATRONES 
APILADO MANUAL 
DE PATRONES 
CONFORMADO 
EN CALIENTE 
BOLSA DE VACIO 
CURADO (Cocurado, co-encolado, encolado secundario) 
DESMOLDEO, 
ACABADO, NDT 
PREPARACIÓN 
DE UTILLAJE 
PREPARACIÓN 
DEL MATERIAL 
ENCINTADO 
AUTOMATICO 
PREPARACIÓN DE 
ELEMENTALES 
PRECURADAS 
PREPARACIÓN DE 
SUBCOMPONENTES 
SIN CURAR 
PREPARACIÓN DE 
MATERIAL AUXILIAR 
PREPARACIÓN 
DE UTILLAJE 
Proceso de lay-up manual Proceso de lay-up automático 
COLOCACION 
EN UTIL 
Y MONTAJE 
CORTE DE 
LAMINADOS 
DIAPOSITIVA 87 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Distribución de una planta de fabricación de materiales compuestos 
 
LAY-UP AUTOMÁTICO 
LAY-UP MANUAL 
ELEMENTALES 
PREPREG Y ADHESIVO 
NUCLEO 
UTILLAJE 
DIAPOSITIVA 88 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Zonas y condiciones de fabricación 
– Almacenes refrigerados: materiales preimpregnados (-18ºC) 
– Almacenes no refrigerados: utillaje, material auxiliar, elementales 
– Zonas de taller: preparación de utillaje, preparación de núcleos, 
autoclaves y estufas, recanteado y preparación de elementales... 
– Zona climatizada: corte de preimpregnados, moldeo, conformado, bolsa 
de vacío. Temperatura y humedad controladas, sobrepresión para reducir 
el número de partículas (max: 50 partículas de 5mm por litro de aire). 
– Uso de batas, manipulación de 
preimpregnados con guantes de algodón 
– Prohibido el uso de disolventes, 
desmoldeantes, grasas y aceite y 
máquinas que los usen, alimentos y 
bebidas... 
DIAPOSITIVA 89 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Preparación del material 
– El material preimpregnado (refuerzo, adhesivo, tejidos pelables 
preimpregnados..) ha de conservarse a baja temperatura (-18ºC) para 
retrasar la polimerización de la resina y evitar su degradación. 
– Duración del material a –18ºC: 12 meses. A T ambiente: tiempo de 
manipulación conservando “tack” <10 días; vida total < 21 días. 
– El material se conserva aislado (embolsado de forma hermética con 
material desecante –gel de sílice-) para evitar la formación de hielo. 
DIAPOSITIVA 90 
– Antes de manipular el material 
extraído de la nevera, se deja 
atemperar hasta que alcance 
T ambiente, para evitar la 
condensación de humedad. 
– Una vez cortado el material 
necesario, el remanente se 
vuelve a embolsar en las 
mismas condiciones y se 
anota el número de horas que 
ha permanecido a T ambiente. 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Preparación del utillaje 
 El utillaje que se empleará para el moldeo de 
preimpregnados habrá de pasar por una etapa de 
preparación previa a su uso, que incluye: 
• Limpieza: eliminación de resina y 
materiales auxiliares de anteriores 
procesos. 
– Manual: con ayuda de material abrasivo 
(lanas metálicas) disolventes (MEK) y 
trapos de algodón limpios (herramientas 
de mano eléctricas o neumáticas). 
– Automática: láser, chorreado con 
partículas de CO2... 
• Aplicación de desmoldeante: barnices con 
base orgánica o acuosa que se aplican 
sobre la superficie del útil para facilitar el 
desmoldeo de las piezas. 
DIAPOSITIVA 91 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Apilado de preimpregnados 
DIAPOSITIVA 92 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Conformado en caliente: “Hot forming” 
– Permite obtener geometrías desarrollables sencillas a partir de laminados 
planos aplicando presión y temperatura mediante un mecanismo de 
fluencia 
 
 
 
 
 
– Técnicas de conformado: en prensa, doble membrana, membrana (el más 
común, que emplea una campana calefactora con una membrana flexible 
que sometida a vacío conforma lentamente el material contra un molde 
 
módulo módulo 
topes de 
espesor 
laminado 
laminado 
conformado 
montaje H 
membrana 
VACIO 
módulo 
módulo 
Útiles de conformado 
DIAPOSITIVA 93 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Integración de estructuras monolíticas 
 
ATL REVESTIMIENTO 
BOLSA DE VACÍO 
CURADO EN AUTOCLAVE 
DESMOLDEO 
ATL LAMINADOS LARGUERILLOS 
CORTE LAMINADO LARGUERILLOS 
CONFORMADO EN CALIENTE 
DE LARGUERILLOS 
VOLTEO DE LARGUERILLOS Y 
UTILLAJE SOBRE REVESTIMIENTO 
BOLSA DE VACÍO 
COENCOLADO EN AUTOCLAVE 
DESMOLDEO 
RECANTEADO/TALADRADO 
NDT E INSPECCION DIMENSIONAL 
COENCOLADO 
CARGA DE LARGUERILLOS Y 
UTILLAJE EN ÚTIL DE VOLTEO 
PREPARACIÓN SUPERFICIAL 
CURADO DE REVESTIMIENTO MOLDEO DE LARGUERILLOS 
DIAPOSITIVA 94 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Ejemplo de integración de estructuras monolíticas: coencolado 
HTP A380 
 
Encintado y curado 
de revestimiento 
Carga de útiles y 
larguerillos en volteador 
Volteo de larguerillos 
sobre revestimiento 
Bolsa de vacío 
bolsa de vacío 
larguerillos 
y útiles 
revestimiento 
DIAPOSITIVA 95 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
Ciclo de autoclave y curado de resina 
 Una vez fabricada la bolsa de vacío, y comprobada su estanqueidad, la bolsa 
se introduce en el autoclave, conectando las tomas de vacío y los termopares 
al circuito de vacío y al sistema de registro y control de temperatura de este, 
aplicándose a continuación el ciclo de temperatura, presión y vacío 
programados. 
20 
180 180 
60 60 
0 
130 130 
80 80 
45 45 
20 20 
0 
0 50 100 150 200 250 300 350 
TEMP. (ºC) PRESION (PSI) VACIO (mmHg/10) 
CALENTAMIENTO ESTABILIZACION ENFRIAMIENTO 
Mantener vacío máximo hasta iniciar enfriamiento 
T (min) 
DIAPOSITIVA 96 
Porcentaje de tiempo en la fabricación de una pieza 
estructural aeronáutica monolítica 
DESCRIPCION OPERACIONES 
PORCENTAJE DE 
INCIDENCIA EN CARGA DE 
TRABAJO (%) 
REVESTIMIENTO + LARGUERILLOS HTP 
1 Encintado 13% 
2 Corte Panex 4% 
3 Hot forming 16% 
4 Montaje 30% 
5 Carga/autoclave 7% 
6 Desmoldear 7% 
7 Aplicación de adhesivo 4% 
8 Recantear 4% 
9 Verificación 6% 
10 Ultrasonidos manual 7% 
11 Ultrasonidos autom. 3% 
 
Total 100% 
6.6- Fabricación de estructuras monolíticas 
DIAPOSITIVA 97 
 
6.10 Integración de 
geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 98 
• Las geometrías tridimensionales (refuerzos) 
se han de conformar previamente y luego 
incorporarlas antes del proceso de curado 
6.7- Integración de geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 99 
Detalle de fabricación de larguerillos en “T” fabricados mediante 
útiles rígidos 
PRECURED SKIN
TOOL
FRESH STRINGERS
VACUUM BAG
ADHESIVE LAYER
6.7- Integración de geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 100 
Ejemplos de secciones de larguerillos/rigidizadores 
6.7- Integración de geometrías complejas 
 
COCURING Advanced Modular System (aluminium bricks) 
A320, A330/340 HTP Boxes 
“Hard-Caul-Plate” System (invar materials) 
A340/600 A380 HTP Boxes 
“Pultrusion Stringer” System 
A380 VTP; A400M HTP 
“Soft Mandrel System” 
A340/600 fan cowl 
COBONDING 
SECONDARY BONDING 
A380 HTP spars stringers 
DIAPOSITIVA 101 
Preformas necesarias para un larguerillo en “J” 
 
6.7- Integración de geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 102 
Sistemamodular sin y con aplicación de la presión del autoclave 
 
Área con escasa compactación 
6.7- Integración de geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 103 
Fabricación mediante útiles cerrados hinchables 
 
DIAPOSITIVA 104 
6.7- Integración de geometrías complejas 
Fabricación mediante útiles flexibles abiertos 
 
6.7- Integración de geometrías complejas 
DIAPOSITIVA 105 
 
 
6.8- Criterios de selección de 
procesos 
DIAPOSITIVA 106 
6.8- Criterios de selección de procesos 
Criterios para la selección de materiales y procesos 
 
– Características mecánicas a obtener 
– Tamaño y geometría del elemento a fabricar 
– Restricciones de diseño: detalles de geometría, ambientales 
(temperatura, humedad, ataque químico, rayos), tolerancia al daño, 
reparabilidad... 
– Experiencia previa de diseño y fabricación 
– Tamaño de la serie (y en general factores que afecten al control de 
la producción 
– Coste/kg 
– Peso 
DIAPOSITIVA 107 
• Carbono vs otros materiales (vidrio, aramidas,…) 
• Resinas Termoestables vs Termoplásticos 
• Fibra continua vs fibra corta 
• Fibra unidireccional vs tejido 
• Fibra seca vs preimpregnado 
• Presión de autoclave vs presión mecánica o sólo vacío. 
• Procesos manuales vs automáticos 
• Procesos de gran integración vs montaje convencional 
 
6.8- Criterios de selección de procesos 
Posibilidades de selección: 
DIAPOSITIVA 108 
Ejemplo: Selección de termoplásticos vs termoestables 
 
• Las matrices termoestables son actualmente estándar en los 
procesos de fabricación de materiales compuestos avanzados 
 
• Razones a favor del uso de termoplásticos 
– No requiere condiciones especiales de almacenaje, vida ilimitada 
– No hay cambios químicos en la matriz durante el proceso 
– Capacidad de soldadura y reconformado (reparabilidad) 
– Resistencia al impacto, tenacidad a fractura, fatiga y tolerancia al daño 
– Resistencia al fuego (no inflamables, humos no tóxicos) y a altas temperaturas (hasta 
280º) 
– Resistencia a ataque químico 
– Baja absorción de humedad 
• Razones en contra del uso de termoplásticos 
– Falta de experiencia para su uso 
– Elevado coste del material 
– Elevado coste del proceso (materiales auxiliares, útiles, maquinaria) por la elevada T 
de proceso 
– Difícil procesabilidad y calidad del producto final (distribución de la resina, porosidad) 
– Difícil fabricación y reparación con adhesivos 
Aplicabilidad en estructuras que 
requieran elevada tolerancia al 
daño, inflamabilidad, baja 
emisión de tóxicos... 
Bordes de ataque 
Superficies 
hipersustentadoras 
Carenas e interiores de avión 
6.8- Criterios de selección de procesos 
DIAPOSITIVA 109