FORMADO DE MATERIALES COMPUESTOS

Antony Tulcan Hernan Chapid Andres Diaz Giancarlo Salcedo

INTRODUCCIN

Los materiales compuestos nacen de la necesidad de obtener materiales con ciertas propiedades que no se pueden encontrar en un

material simple.

La propiedades de un material compuesto dependen de los materiales a utilizar y el proceso de fabricacin

Los materiales compuestos estn formados apartar de una matriz, el refuerzo o fase discontinua e interfase.

MATRIZ Y REFUERZO

MATRICES DE MATERIAL COMPUESTO

La matriz es el material base, en ella se encuentran incrustadas las fibras de refuerzo.

Es la responsable de las propiedades elctricas, qumicas y trmicas y define el limite de temperatura de operacin del

compuesto.

MATERIA PRIMA PARA MATRICES DE MATERIALES COMPUESTOS

Matriz metlica: Alta conductividad trmica, elctrica y alto punto de fusin. Dbil ante corrosin. El mtodo principal de formado es la

metalurgia de polvo.

Matriz cermica: Alto punto de fusin, alta resistencia a la compresin y buena resistencia a la corrosin. Material frgil y de baja conductividad

trmica. Generalmente se usan mezclas para el formado.

Matriz polimrica: Baja densidad, alta resistencia a la corrosin y buenas propiedades mecnicas.

REFUERZO O MATERIAL DISCONTINUO

Corresponde al otro tipo de material que conforma el material compuesto

Sea agrega a la matriz para aumentar una propiedad que esta no tiene.

El refuerzo se puede presentar en forma de partculas o en forma de fibras

TIPOS DE REFUERZO

Fibras de vidrio

Es el tipo de refuerzo mayormente usado en diferentes aplicaciones por su bajo costo.

Se fabrica varios filamentos para evitar la falla por defectos

La fibra de vidrio presenta alta capacidad de resistir esfuerzo en su direccin longitudinal.

Segn el ordenamiento de las fibras en el interior varan las propiedades mecnicas

TIPOS DE REFUERZOS

Fibra de carbono

Entre las mas usadas como refuerzos en la industria automotriz, naval y aeroespacial

Construidas por finos filamentos de 5-10 micras de dimetro

Tiene propiedades similares a las del acero y es tan ligera como la madera o el plstico

Tiene alta resistencia mecnica y rigidez, presenta poca resistencia al rose e impactos de baja energa

TIPOS DE REFUERZOS

Fibras de aramida (kevlar)

Es un derivado del petrleo

Sus fibras son fabricadas por diferentes proceso de hilado y extraccin

Se considera de altas prestaciones, debido a sus caractersticas mecnicas son muy elevadas

INTERFASE

Es la regin de contacto entre matriz y refuerzo

Se logra gracias una serie de aditivos.

Sin esto la matriz soportara toda la carga y fallara.

Es muy complejo lograr una buena adhesin.

FACTORES EN EL DISEO DE UN MATERIAL COMPUESTO

RELACION ENTRE RESISTENCIA Y DENSIDAD

MATERIALES COMPUESTOS ESTRUCTURALES

Son estructuras formadas por laminas con la fibra

orientada en distintas

direcciones en cada lamina.

Las laminas se unen unas a

otras, normalmente con el

mismo tipo de resina de la

matriz.

MATERIALES ESTRUCTURA TIPO SNDWICH

RESISTENCIA ESPECIFICA VS RIGIDEZ

PROCESO DE FABRICACION

MOLDEO ABIERTO: tambin llamado laminacin por contacto o moldeo por

contacto.

Los materiales iniciales( resina, fibras, esteras y mechas tejidas) se aplican al

molde en capas que se acumulan al espesor deseado. Esto es seguido del curado

y el retiro de la parte. Las piezas moldeadas generalmente son grandes, como

cascos de botes. La ventaja de usar moldes abiertos es que el costo del molde es

mucho menor que si se usara la pareja de molde.

MOLDEO ABIERTO

PROCESOS DE MOLDE ABIERTO

Moldeo de Aplicado manual.

Moldeo de Aspersin.

Maquinas automticas de aplicacin.

moldeo de bolsas.

PROCESOS EN MOLDE CERRADO

Las operaciones en molde cerrado se realizan en moldes que consisten en dos

secciones que se abren y cierran

durante cada ciclo de moldeo. El costo

de un molde cerrado es el doble de un

molde abierto, el de las herramientas

es aun mas grande debido al equipo

mas complejo que se requiere en este

proceso.

PROCESOS DE MOLDE CERRADO

Moldeo por compresin

Moldeo por transferencia

Moldeo por inyeccin

VENTAJAS MOLDE CERRADO

Buen acabado en todas las superficies de la parte

Velocidades mas altas de produccin

Mayor control sobre las tolerancias

Son posibles formas tridimensionales mas complejas

PROCESOS EN MOLDE ABIERTO

Se conocen tambin como laminacin por contacto.

Consiste en el uso de una sola superficie de molde positivo o negativo para producir estructuras laminadas.

Costo menor frente al de molde cerrado.

La superficie en contacto con el molde presente mejor acabado.

PROCESOS EN MOLDE ABIERTO

Existen varios procesos importantes en molde abierto que se diferencia en la aplicacin de las diferentes capas, tcnicas de curado.

PROCEDIMIENTO:

Aplicado manual.

Aplicado por atomizacin.

Maquinas automticas.

Moldeo con bolsa.

PROCESOS EN MOLDE MANUAL

Es el mtodo mas antiguo usado para laminado de FRP, posee mayor intensidad de mano de obra; el procedimiento consiste en 5 pasos :

PROCEDIMIENTO:

Limpieza y uso de antiadherente.

Aplicacin de recubrimiento.

Aplicacin de fibra y resina en capas.

Curado

Extraccin del molde

PROCESO EN MOLDE ABIERTO

MANUAL

PROCESO EN MOLDE ABIERTO

APLICADO POR ATOMIZACIN (ASPERSIN)

PROCESO EN MOLDE ABIERTO

MAQUINAS DE APLICACIN AUTOMATIZADA

PROCESO EN MOLDE ABIERTO

MOLDEO CON BOLSA

PROCESOS DE MOLDE ABIERTO

CURADO

Parmetros principales: tiempo, temperatura y presin.

En el moldeo con bolsa se usan frecuentemente temperaturas elevadas.

En los procedimientos de aplicacin manual y atomizacin donde se usan resinas termo fijas el curado ocurre a temperatura ambiente.

PROCESO DE MOLDE CERRADO

Las operaciones se realizan en moldes que consisten en dos secciones que se abren y se cierran en cada ciclo de moldeo.

Todas las superficies presentan buen acabado.

Altas velocidades de produccin y mayor control en las tolerancias de las dimensiones.

PROCEDIMIENTO:

Moldeo por compresin.

Moldeo por transferencia.

Moldeo por inyeccin.