Laminado al vacío: la clave de la resistencia desde una ala de avión a una tabla de surf

La mayoría de objetos que hay a nuestro alrededor que parecen sencillos pasan por procesos industriales avanzados que hace décadas no eran posibles. Una botella de plástico, la suela de un zapato deportivo o una simple tarjeta de crédito implican una fabricación compleja que mejora su funcionalidad y rendimiento. Muchos de estos procesos, además, implican vacío.

Una cápsula de café, por ejemplo, implica un proceso de sellado al vacío para eliminar el oxígeno y evitar la oxidación del producto para mantener su frescura, y un teléfono móvil incorpora componentes que pasan por encapsulado o deposición al vacío para protegerlos de contaminantes y mejorar su acabado. Hemos explicado varios de estos procesos en nuestro blog, pero todavía hay muchos en los que no hemos profundizado. Hoy lo haremos con el laminado al vacío.

El laminado al vacío se encuentra en productos tan aparentemente simples como una tabla de surf, las cubiertas de un patinete eléctrico e incluso algunos muebles, entre otros muchos. En la industria es todavía más habitual: la automotriz usa este proceso para paneles de carrocería y puertas, por ejemplo, mientras que en la aeronáutica, que necesitan siempre aligerar el peso de sus aviones comerciales o militares, hay partes como los componentes estructurales y partes de fuselaje que también se fabrican mediante laminado al vacío.

El laminado: unir capas de material para mejorarlo

Pero ¿qué es el laminado al vacío? Primero podemos empezar por definir “laminado”, para luego explicar cómo actúa en condiciones de vacío. El laminado consiste en apilar y adherir varias capas de material para formar una más fuerte, más duradera y/o con propiedades estéticas mejoradas, mediante calor, presión o adhesivos. Por ejemplo, si unimos varias capas de cartón con pegamento, lograremos una más gruesa que resistirá la flexión y que será más difícil de perforar, por ejemplo. La madera contrachapada es otro buen ejemplo de ello: se trata de varias láminas de madera encoladas entre sí para aumentar su resistencia.

Otro ejemplo es el vidrio: algunos cristales de limpiaparabrisas o de ventanales de edificios se fabrican con varias láminas de vidrio que incorporan en el medio una de plástico para que, ante un impacto, los fragmentos de vidrio no se desprendan y queden adheridos a ese plástico. En este caso las capas no se adhieren con pegamento sinó con aplicación de calor para que el polímero termoplástico se vuelva pegajoso y se adhiera al vidrio. Pues bien, el vacío ayuda a que ese proceso sea más eficiente. Ahora explicaremos cómo.

Beneficios del vacío en el laminado

Como ocurre con otros procesos industriales, el laminado se beneficia del vacío sobre todo en tres aspectos:

Eficiencia:

El vacío permite una mejor distribución de capas en el laminado, minimizando burbujas y vacíos dentro del material para potenciar la adhesión de las capas.

Calidad del producto final:

Al eliminar el aire y los contaminantes atrapados durante el proceso de laminado, los productos resultan más uniformes y de mayor calidad.

Costes:

Al mejorar la calidad y acelerar el proceso, se logra mayor producción en menos tiempo y se desperdicia menos material, y eso reduce los costes operativos.

Impacto ambiental:

Las ventajas anteriores hacen que sea un proceso más sostenible medioambientalmente, ya que se gasta menos energía en producir y se desperdicia menos material y se generan menos emisiones de carbono.

Aplicaciones del laminado al vacío

Ya hemos avanzado algunas de las aplicaciones, especialmente las cotidianas, que tiene el laminado al vacío. Ahora ampliamos un poco esa lista, ya que las posibilidades son muy extensas.

Industria automotriz:

La industria automotriz utiliza muchos componentes que están fabricados con capas de materiales compuestos (composite) como los paneles de puertas y capós. Estos componentes pueden fabricarse mediante laminado, y suele hacerse al vacío para aprovechar los beneficios que hemos expuesto. Además, con la mirada puesta en la eficiencia para gastar menos combustible, se requieren componentes cada vez más ligeros, y el laminado al vacío permite que a pesar de ser los materiales fuertes, tengan una excelente relación resistencia-peso.

Industria aeronáutica:

Los aviones comerciales y militares son algunos de los medios de transporte que por definición deben ser más ligeros y a la vez resistentes. Por eso componentes estructurales y partes de fuselaje pasan por un proceso de laminado al vacío para reducir el peso y aumentar la resistencia. Para ello se requieren cámaras de envergadura.

Deportes y ocio:

Hemos puesto el ejemplo anteriormente de las tablas de surf para introducir el laminado al vacío. Las tablas de surf, como los componentes que hemos listado hasta ahora, deben ser resistentes y ligeras, además de duraderas, cuando son de calidad. Por eso requieren unir capas de fibra de vidrio y resina. Pero también hay otras aplicaciones muy variadas en este campo: los cascos de bicicletas y motos, los cuadros de las bicicletas de alta gama, etc., pueden pasar por un proceso de fabricación donde intervenga el laminado en condiciones de vacío.

Mobiliario y decoración:

Existen muebles y superficies que se fabrican mediante laminado al vacío para obtener un acabado liso y para aumentar la durabilidad, como muebles, sillas o encimeras de cocina, entre otros.

Energías renovables:

Las palas de las turbinas eólicas, los paneles solares, las baterías de litio, etc., son algunos de los componentes que intervienen en la generación de energía renovable cuyos materiales compuestos pasan por procesos de laminado al vacío para poder ser más duraderos, ligeros y eficientes.

Construcción:

En la construcción se puede usar el laminado al vacío para fabricar paneles aislantes y resistentes, así como para acristalados, como hemos explicado anteriormente.

¿Cómo es el proceso de laminado al vacío?

El proceso de laminado al vacío se parece en algunos puntos a otros procesos con vacío. Implican preparar el material, aplicar vacío en una cámara y realizar la acción deseada. Lo describimos a continuación.

Preparación del material

Los materiales a unir se cortan y se disponen en el orden adecuado. Suelen ser materiales compuestos como fibra de vidrio o fibra de carbono, fibra de madera, etc. Se les aplica resina epoxi entre las capas de material para unirlas, pulverizándola, con un rodillo o mediante brochado.

Colocación de la bolsa de vacío

El laminado al vacío también se llama en inglés vacuum bagging, por el uso de una bolsa para crear el vacío en su interior. Las capas de material preparado se cubren con una bolsa de plástico hermética lo suficientemente grande como para cubrir completamente las capas y dejar espacio para crear un sellado. Este sellado se lleva a cabo mediante una cinta adhesiva especial, alrededor del molde, o con selladores para ese efecto, y así garantizar que no haya fugas.

Aplicación del vacío

Una bomba de vacío se conecta a una válvula en la bolsa y evacúa el aire de su interior. Lo hace creando una diferencia de presión: así la presión atmosférica externa comprime la bolsa, donde no queda materia tras crear el vacío. Así se aplica una presión uniforme sobre las capas de material y se eliminan burbujas asegurando una superficie uniforme.

Curado

El vacío dura hasta que las capas se curen, es decir, se solidifiquen y se endurezcan completamente.

Desmoldado

Una vez curada la pieza, se libera de nuevo el aire, se retira la bolsa, y, si es necesario, se destina la pieza resultante a operaciones complementarias.

Bombas de vacío para laminado

Algunas de las bombas de vacío que se usan para laminado son las de paletas rotativas o las de diafragma, para operaciones que deben garantizar la ausencia total de contaminación. En Marpa Vacuum proveemos bombas de vacío y sistemas completos para laminado. Tenemos más de 30 años de experiencia en la fabricación y reparación de equipos para el sector de los compuestos, por lo que estamos disponibles para cualquier consulta sobre la mejor opción.