Materiales Compuestos en Aeronaves

7/22/2019 Materiales Compuestos en Aeronaves

1/6

MATERIALES COMPUESTOS EN AERONAVES

BAZN MEJA DANIEL

2010600947

Ingeniera en Aeronutica

7AV1

Agosto del 2013

R E P A R A C I O N E S

E S T R U C T U R A L E S

S i l a o d e l a V i c t o r i a , G u a n a j u a t o , M x i c o


2/6

Materiales Compuestos en Aeronaves

Materiales Compuestos

Desde la dcada de 1940, la industria aeronutica comenz a desarrollar fibras sintticas para mejorar el diseo de las

aeronaves. Desde ese momento, los materiales compuestos se han usado cada vez ms. Cuando se mencionan los

compuestos, la mayora de la gente piensa solamente de fibra de vidrio, o tal vez de grafito o aramidas (Kevlar). Losmateriales compuestos comenzaron a utilizarse en la aviacin, pero ahora estn siendo adoptadas por muchas otras

industrias, como las carreras de autos, artculos deportivos, y la navegacin, as como la industria de defensa.

Un material "composite" o compuesto se define como una mezcla de materiales diferentes o cosas. Esta definicin es tan

general que podra referirse a las aleaciones de metal hechas a partir de varios metales diferentes para mejorar se desean

las caractersticas de resistencia, ductilidad, conductividad o lo que sea. Del mismo modo, la composicin de los

materiales compuestos es una combinacin de refuerzo, tal como una fibra, barba, o partcula, rodeado y mantenido en

su lugar por una resina, formando una estructura.

Glassfiber Reinforced Plastic: Plstico Reforzado con Fibra de Vidrio

La fibra de vidrio, tal como lo indica su nombre, es un material que consiste en numerosos y extremadamente finas fibras

de vidrio. Los fabricantes de vidrio, a lo largo de la historia, han experimentado con fibras de vidrio, pero la fabricacin

en masa de fibra de vidrio, slo fue posible con la invencin de maquinaria de herramientas ms finas.

La lana de vidrio, lo que se conoce comnmente hoy como "fibra de vidrio", sin embargo, fue inventado en 1938 por

Russell Games Slayter de Owens-Corning como un material para ser utilizado como aislante. Se comercializa bajo el

nombre comercial de Fiberglass, que se ha convertido en una marca registrada generalizada.

La fibra de vidrio se utiliza comnmente como material aislante. Tambin se utiliza como agente de refuerzo para mu-

chos productos polimricos, para formar un material compuesto muy fuerte y ligero denominado plstico reforzado confibra de vidrio (PRFV). La fibra de vidrio tiene propiedades comparables a los de otras fibras como las fibras de polme-

ros y de carbono. Aunque no es tan fuerte o tan rgida como la fibra de carbono, es mucho ms barata y mucho menos

frgil.

Tabla 1. Menciones de Fiberglass en manuales.

Aeronave Manual Capitulo Pagina

Learjet 29 AMM 53-50-00 1


Learjet 29 SRM 55-70-05 201

Learjet 29 SRM 55-35-00 4

Fuente:

Fibra de vidrio (s.f.) Recuperado el 29 de agosto de 2013 de http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/

fibra-de-vidrio.html.

I n g e n i e r a e n A e r o n u t i c a! R e p a r a c i o n e s E s t r u c t u r a l e s

1
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/12/fibra-de-vidrio.html


3/6

Carbonfiber Reinforced Plastic: Plstico Reforzado con Fibra de Carbono

La fibra de carbono es un material formado por fibras de 50-10 micras de dimetro, compuesto principalmente de to-

mos de carbono. Los tomos de carbono estn unidos entre s en cristales que son ms o menos alineados en paralelo al

eje longitudinal de la fibra. La alineacin de cristal da a la fibra de alta resistencia en funcin del volumen (lo hace fuerte

para su tamao). Varios miles de fibras de carbono estn trenzados para formar un hilo, que puede ser utilizado por s

mismo o tejido en una tela.

Las propiedades de las fibras de carbono, tales como una alta flexibilidad, alta resistencia, bajo peso, tolerancia a altas

temperaturas y baja expansin trmica, las hacen muy populares en la industria aerospacial, ingeniera civil, aplicaciones

militares, deportes de motor junto con muchos otros deportes. Sin embargo, son relativamente caros en comparacin con

las fibras similares, tales como fibras de vidrio o fibras de plstico, lo que limita en gran medida su uso.

Las fibras de carbono generalmente se combinan con otros materiales para formar un compuesto. Cuando se combina

con una resina plstica es moldeada para formar un plstico reforzado con fibra de carbono (a menudo denominado

tambin como fibrocarbono).

El plstico reforzado con fibra de carbono (CFRP o PCR), es un material compuesto muy fuerte, ligero y costoso. Al igual

que en plstico reforzado con vidrio, usa comnmente el nombre de sus fibras de refuerzo (fibra de carbono) para el ma-terial compuesto. El plstico es ms a menudo epoxi, pero otros plsticos, tales como polister, ster de vinilo o nylon,

tambin se utilizan a veces. Algunos compuestos contienen tanto fibra de carbono y otras fibras como el Kevlar, aluminio

y refuerzo de fibra de vidrio. Con menor frecuencia, los trminos de plstico reforzado con grafito o fibra de grafito de

plstico reforzado (PRFV) tambin se utilizan.

Figura 1. Estructura de cola de helicptero hecha de CFRP.

Tabla 2. Menciones de CFRP en manuales.


Airbus A320 SRM 51-77-00 1

Fuentes:

Fibra de carbono (s.f.) Recuperado el 29 de agosto de 2013 de

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/11/fibra-de-carbono.html.

Carbon fiber reinforced plastic (s.f.) Recuperado el 29 de agosto de 2013 de

http://simple.wikipedia.org/wiki/Carbon_fiber_reinforced_plastic.


2
http://simple.wikipedia.org/wiki/Carbon_fiber_reinforced_plastichttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/11/fibra-de-carbono.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/11/fibra-de-carbono.htmlhttp://simple.wikipedia.org/wiki/Carbon_fiber_reinforced_plastichttp://simple.wikipedia.org/wiki/Carbon_fiber_reinforced_plastichttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/11/fibra-de-carbono.htmlhttp://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/11/fibra-de-carbono.html


4/6

Aramidfiber Reinforced Plastic: Plstico Reforzado con Fibra de Aramida

La aramida es un hidrocarburo aromtico, representa los grupos qumicos del tipo benceno. La palabra aramida es una

abreviacin del trmino "aromatic polyamide", y designa una categora de fibra sinttica, robusta y resistente al calor. Las

cadenas moleculares de las fibras de aramida estn altamente orientadas en el eje longitudinal, lo que permite aprove-

char la fuerza de sus uniones qumicas para usos en la industria aerospacial.

La fibra aramida se define como una fibra en la que la sustancia que la forma es una cadena sinttica poliamida en la queal menos el 85% de los grupos amidas estn directamente relacionados con 2 grupos aromticos.

Figura 2. Tejido de fibra de Aramida

Las fibras de aramida son conocidos ms comnmente Kevlar, Nomex yTechnora. Las aramidas se preparan generalmen-te mediante la reaccin entre un grupo amina y un grupo haluro de cido carboxlico (aramida); comnmente esto se

produce cuando una poliamida aromtica se hila a partir de una concentracin de lquido de cido sulfrico en una fibra

cristalizada. Las fibras se ponen, a girar con el fin de tejer en grandes cuerdas o telas tejidas. Las fibras de aramida se

fabrican con distintos grados de base en diferentes calidades de resistencia y rigidez, de modo que el material puede ser

un poco adaptado a las necesidades especficas de las preocupaciones de diseo, tales como el corte del material resisten-

te durante la fabricacin.

Tabla 3. Menciones de AFRP en manuales.


Airbus A320 SRM 51-77-00 1

Fuentes:

Aramida (s.f.) Recuperado el 29 de agosto de 2013 de http://es.wikipedia.org/wiki/Aramida.

Fiber reinforced plastic (s.f.) Recuperado el 29 de agosto de 2013 de

http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastic


3
http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastichttp://es.wikipedia.org/wiki/Amidahttp://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastichttp://en.wikipedia.org/wiki/Fibre-reinforced_plastichttp://es.wikipedia.org/wiki/Aramidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Aramidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Amidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Amidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Poliamidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_sint%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_sint%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bencenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bencenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo_arom%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo_arom%C3%A1tico


5/6

Plstico Reforzado: Honeycomb

El plstico reforzado es un material termoestable utilizado en la fabricacin de radomos, cubiertas de antena, y puntas de

las alas, y como aislamiento para diversas piezas de equipos elctricos y las pilas de combustible. Tiene excelentes

caractersticas dielctricas, que lo hacen ideal para cpulas, sin embargo, su alta relacin resistencia-peso, la resistencia al

moho, moho y putrefaccin, y la facilidad de fabricacin hacen que sea igualmente adecuado para otras partes de la

aeronave.

Componentes de plstico reforzado de las aeronaves se forman ya sea de lminas slidas o laminados de tipo sandwich.

Las resinas usadas para impregnar paos de vidrio son del tipo de presin de contacto (que requieren poca o ninguna

presin durante el curado). Estas resinas se suministran como un lquido que puede variar en viscosidad a partir de una

consistencia parecida al agua a un jarabe espeso. Curacin o polimerizacin se efecta mediante el uso de un catalizador,

generalmente perxido de benzoilo.

Laminados slidos se construyen de tres o ms capas de resina paos impregnados "hmedo laminado" juntos para

formar una lmina slida o revestimientos de forma moldeada.

Laminados de tipo sndwich se construyen de dos o ms revestimientos de hoja slida o una forma moldeada que

encierra un HONEYCOMB de fibra de vidrio o de tipo de ncleo de espuma. Los HONEYCOMB estn hechas de telasde vidrio impregnadas con un poli-ster o una combinacin de nylon y resinas fenlicas. La densidad especfica y

tamao de las clulas de los ncleos de nido de abeja vara ms de una latitud considerable. Los ncleos de

HONEYCOMB se fabrican normalmente en bloques que luego se cortan al espesor deseado sobre una bandsaw.

Face sheet

Honeycomb

Face sheet Fabricated sandwich panel

Adhesive

Figura 3. Estructura laminada con ncleo HONEYCOMB

Tabla 4. Menciones de Fiberglass en manuales.


Learjet 29 SRM 51-70-07 204

Learjet 29 SRM 51-70-07 201



Fuente:

Aviation Maintenance Technician Handbook. FAA.!I n g e n i e r a e n A e r o n u t i c a! R e p a r a c i o n e s E s t r u c t u r a l e s

4


6/6

Conclusiones

En base a lo investigado se puede llegar a la conclusin de que los materiales son fundamentales para construccin de

una aeronave actualmente ya que se utilizan en partes criticas de su estructura. Sin materiales compuestos, la aviacin

estara en un nivel inferior al actual. De acuerdo con la Comisin del Centenario del Vuelo de los Estados Unidos, los

compuestos constituyen los materiales aerospaciales ms importantes desde el uso del aluminio en la dcada de 1920.

Estos materiales han dado lugar a diseos de aviones con mayor capacidad, incluyendo el vuelo en el espacio.

Conforme han transcurrido los aos estos materiales se han perfeccionado de tal manera que resulten tener un beneficio

significativo para esta rea ya sea por sus propiedades fsicas o qumicas, de que la forma en que se combinen los

materiales que nos puedan ayudar a mejorar los pesos y resistencia a los esfuerzos en las diferentes piezas que

conforman una aeronave.


5

Materiales Compuestos en Aeronaves

Documents

Transcript of Materiales Compuestos en Aeronaves