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== Abstract ==

The correct selection of a curing tool, to make Carbon Fiber composite (CFRP) parts, is key to the success of a project. The trend in the Aeronautical industry is the reduction of costs and structural weights. The required curing tools are getting bigger and complex, which is a challenge for the manufacturers of the parts and tools.
The high temperature autoclave curing cycles present a serious drawback to the use of conventional tooling materials, which has forced the development of molds made of materials with a low coefficient of thermal expansion to solve the problems arising from the different behavior of parts and molds during cycles and to ensure the tight geometric tolerances required. INVAR 36 and CFRP material with high performance resin have become standards for the manufacture of molds.
The objective of the study is the comparison of properties and performance of this type of materials, as well as an estimation of the costs associated with each one, with the aim of helping the selection of the most appropriate for use in an industrial environment of high production rates.
The method used consisted in the compilation of the technical characteristics of the materials that affect the performance of the tools, as well as the results of research projects and experience of the behavior in service. In addition, a simulation of costs associated with the development, manufacture, putting into production and maintenance of the molds was carried out.
The results allow to evaluate qualitatively the performance of the molds manufactured with these materials as well as to have basic guidelines for the correct evaluation of them.

== Full document ==
<pdf>Media:Draft_Content_186382572native-articles-198.pdf</pdf>

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 En la Tabla 1 se encuentran valores típicos de CTE´s de algunos materiales CFRP de piezas y de utillaje, así como de los materiales metálicos de uso más corriente en la fabricación de moldes de curado. Como se puede observar de los valores de la tabla, la diferencia de los valores de CTE entre las direcciones del refuerzo (Fibra de carbono) y matriz (resina epoxi o BMI) puede ser tan grande como 70-80 (ºC)<sup>-1</sup>. Esta gran diferencia explica que los modos de fallo más comunes de los útiles de CFRP, generalmente estén relacionados con delaminaciones [21].
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 1: '''Coeficientes de Expansión Térmica de materiales</span></div>
 Durante el curado en autoclave, las temperaturas varían desde la ambiente (aprox. 20 ºC) hasta 180 ºC, por lo que la diferencia de CTE puede causar desencolados de fibra-matriz y entre capas, originándose caminos de entrada de aire en la bolsa de vacío. Por otra parte, debido a que no existe refuerzo entre las capas, a través del espesor, el efecto se hace mayor en esa dirección. Este efecto se ve aumentado con la repetición de los ciclos de calentamiento y enfriamiento.
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 En la Tabla 2 se presentan, a modo de ejemplo, los valores de T<sub>g</sub>  [15,18,19] de tres materiales de CFRP de utillaje, así como las temperaturas de curado y postcurado necesarios para su uso para moldes de curado en autoclave a alta temperatura.
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 |}
 ====2.2.3 Efecto de uso inapropiado.====
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 Haciendo una estimación de costes del útil en INVAR36 y el equivalente de CFRP (BMI), fabricado con la tecnología de Modelo Maestro (fabricado con INVAR36) podemos ver (Tabla 3) que una distribución típica de costes podría ser  la siguiente:
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 3: '''Distribuc. típica de costes de útil INVAR36 vs CFRP (BMI)</span>
 La estimación está hecha en la hipótesis de un útil típico de INVAR36 con espesor de placa de curado de 12 mm (mecanizada por CNC, 5 ejes) y estructura electrosoldada, en configuración de caja de huevos (“''eggcrate''”), de paso 500 mm, y cartelas aligeradas fabricadas con placa de 10 mm de espesor. Su equivalente de CFRP fabricado con material preimpregnado (BMI), con una placa de curado de espesor típico (salvo zona de refuerzos, casquillos, termopares,..) de 10 mm curada en modelo maestro, postcurada y recanteada, con estructura de caja de huevos (mismo paso) de cartelas de 10 mm de espesor, fabricadas con laminados precurados (encolados a la placa de curado) del mismo material.
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 En el ejemplo se ha considerado una vida máx. estimada del útil de CFRP de 1.000 ciclos, frente a la teóricamente ilimitada de los de INVAR36, en línea con la vida operativa máxima de este tipo de útiles de curado a alta temperatura, según lo ofertado por los suministradores de material. Ello obliga a considerar en el escenario (2.000 piezas/útil) la necesidad (riesgo muy probable) de la reposición de todos los útiles de CFRP al final del proyecto (12 útiles en total).
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 |  style="border-top: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;border-right: 1pt solid black;text-align: center;"|<big>'''3.267'''</big>
 |}
 Como conclusión, puede verse que los útiles de CFRP pueden tener un coste unitario similar a los de INVAR36, aunque su coste total es muy dependiente del coste de los materiales de CFRP lo que, dependiendo del tipo específico de material, localización del proveedor y cantidades compradas, pueden elevar significativamente el coste final. Sin embargo, debido al coste añadido del Modelo Maestro (sin considerar el coste de almacenaje del mismo ni de su mantenimiento) y de la  necesidad de reponer la totalidad de los de CFRP durante la vida del Proyecto, las ventajas de su uso, en este caso teórico, frente a usar útiles de INVAR36 quedan difuminadas.

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