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7/23/2019 Manufactura de Materiales Compuestos
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Manufactura demateriales
compuestos JUAN ALBERTO BETANCOURT AVILÉS
CARLOS SILVA FLORES
MARIO ALBERTO GUZMÁN PADILLA
ENRIQUE FLORES
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Moldes
Existen varios aspectos que debemos considerar principalmente:
Método de producción seleccionado
Tamaño y complejidad del diseño de la pieza
Cantidad de unidades a producir
equerimientos de acabado super!cial de la pieza
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"iseño del molde
El diseño de un molde es una tarea muy especializada que suelen#acer los modelistas y constructores supone varias acciones en lasque podr$amos resumir en:
%elección del material del molde
Espesores de molde Consideraciones de plie&ues y 'n&ulos
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%imetr$a del laminado
(radiente de desmolde
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Consideraciones sobre &randes super!cies planas
i&idez del molde
)osibilidad de retoques
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%istemas de moldeo para M*TEC-M).E%T-%
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Moldeo manal de ma!e"#ale$%om&e$!o$ '(and la)*&+
El moldeo o laminación manual es elmétodo m's sencillo para prepararuna pieza reforzada con !bra/
,a resina utilizada se mezcla con uncatalizador o endurecedor0 lasl'minas de !bra de vidrio o carbono
se colocan sobre el molde y seasientan en el molde con rodillos deacero/
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El material debe estar !rmemente compactado contra el molde0 el aidebe quedar atrapado en medio de la !bra de vidrio y el molde/
El trabajo debe ser #ec#o con la su!ciente rapidez para completar el antes de la resina empieza a curar/
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Moldeo &o" $&"a) dema!e"#ale$ %om&e$!o$
El moldeo por spray 1spray lay up2 es un proceso de fabricaciónde compuestos de molde abierto0 donde se roc$an resina yrefuerzos en un molde reutilizable0 desde una pistola dosi!cadorde resina y cortadora de !bra/
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)osteriormente el laminado de !bra y resinaformado sobre el molde puede sercompactado manualmente con rodillos/
%e pueden añadir n3cleos de madera0
espuma u otro material y se aplica unase&unda capa por aspersión0 quedando eln3cleo entre los dos laminados/
,a pieza es entonces curada a temperaturaambiente o mediante calefacción0 se enfr$a yse retira del molde/
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Moldeo &o" %om&"e$#,n
El moldeo por compresión es un método de
moldeo en el que el material de moldeo0 en&eneral precalentado0 es colocado en lacavidad del molde abierto/
El molde se cierra0 se aplica calor y presiónpara forzar al material a entrar en contacto
con todas las 'reas del molde0 mientras que elcalor y la presión se mantiene #asta que elmaterial de moldeo se #a curado/
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En el moldeo por compresión que #ay seis factoresimportantes que se debe tener en cuenta
"eterminar la cantidad adecuada de material/
"eterminar la cantidad m$nima de ener&$a
necesaria para calentar el material/ "eterminar el tiempo m$nimo necesario para
calentar el material/
"eterminar la técnica de calefacción adecuada/
)redecir la fuerza necesaria0 para ase&urar que elmaterial alcance la forma adecuada/
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Moldeo &o" !"an$-e"en%#a
El moldeo por transferencdesarrollo a partir del molcompresión en el que el cde moldeo se introduce ecavidad dentro del moldeque al cerrar el molde el cse trans!ere #asta las difecavidades de moldeo a traserie de canales/
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El proceso de transferencia es0 por lo tanto0 un procesointermedio entre la inyección y la compresión/
El moldeo por transferencia est' indicado en el caso de que sedeseen moldear muc#as cavidades
,os moldes sufren mas abrasión
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+nyección
,a inyección de materiales compuestos porinyección0 utiliza la misma tecnolo&$a que elmoldeo por inyección de pl'sticos tradicional// %e introduce el pol$mero m's un refuerzo/
,as !bras m's utilizadas son de vidrio0carbono y aramida/ Estos refuerzos afectannotablemente a las propiedades mec'nicas
del material !nal/
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"esventajas: "i!cultad para controlar el posicionamiento de las !bras en la piez
,as !bras pueden reducir notablemente su lon&itud por rotura consin !n que alimenta el proceso/
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)reimpre&nados
%on materiales compuestos formados por e refuerzo0 impre&nados con untermoestable que polimeriza bajo unas determinadas condiciones/
En estos casos0 la resina se encuentra en un estado intermedio de curado procesado !nal para su completa polimerización y inte&ración/
Es necesario tomar en cuenta:
el tipo de resina que va a formar la matriz
el tipo de refuerzo 1material y presentación2
C-4TE4+"-0 E4 )-CE4T*5E T-T*, "E )E%-0 "E ,* E%+4*/
Es un dato importante0 pues durante el proceso de curado no se podr' añcantidad de resina0 aunque es posible eliminar parte de ella 1lo que se con6san&rado siempre resulta poco conveniente debido a la di!cultad de detecantidad exacta que realmente 6san&ra62
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F#lamen! .#nd#n/ '0o0#nado de1lamen!o+Consiste en enrollar !lamentos y7o cintas tensados0 impre&nados con unatermoestable0 sobre un molde mac#o cil$ndrico o mandril/ El mandril &ira0un carro se mueve en sentido #orizontal0 el cual establece las !bras en el
deseado/ ,os !lamentos m's comunes son de carbono o de vidrio de !brarecubiertos con una resina sintética mientras se enrollan/ .na vez que el completamente cubierto con el espesor deseado0 se coloca en un #orno pla resina/ .na vez que la resina se #aya curado0 el mandril se retira dejan!nal/
E i d l d
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Existen tres modelos debobinado:
8/ 9obinado #elicoidal: el movimiento de rotación del mandril se combina movimiento de traslación lon&itudinal del cabezal de impre&nación/
/ 9obinado circunferencial: se trata de una variante del bobinado #elicoid'n&ulo de enrollado de ;<=/
>/ 9obinado polar o plano: tanto el movimiento de rotación como el de tralon&itudinal es realizado por el mandril0 permaneciendo !jo el cabezal d
P"o%e$o$ en molde %e""ado
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P"o%e$o$ en molde %e""ado
%e llevan a cabo sobre preformas de !bra seca y exi&en la utilización de cocalefactados de molde y contramolde con cierre estanco/
8/ )rocesos TM 1esin Transfer Mouldin&2 con resinas de curado lento a a
y con las prestaciones estructurales exi&idas en aplicaciones aeron'uti
/ )rocesos +M 1eaction +njection Mouldin&2 con resinas multicomponen&eneralmente de curado r'pido y adaptables0 por tanto0 a los ciclos de un mayor n3mero de sectores industriales
Este tipo de procesos para la obtención de estructuras con &eometr$a comestructuras ali&eradas con n3cleos de espumas estructurales0 paneles de a
RTM 'Re$#n T"an$-e"
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RTM 'Re$#n T"an$-e"Mold#n/+%e trata de un proceso de fabricación en molde cerrado a baja presión/ )ue
cinco etapas:
8/ %e coloca el tejido de !bras secas en el molde y éste es cerrado/
/ %e inyecta la resina en el molde mediante una bomba/>/ %e sella la entrada de resina y la salida de aire/
?/ %e aplica calor 1curado2
@/ Tras un per$odo de enfriamiento se abre el molde y se retira la pieza
"ebido a la posibilidad de moldear las !bras en seco antes de la inyección consi&ue una mejor orientación de las !bras0 aumentando las propiedadesmaterial/
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In)e%%#,n,a in!ltracion de materiales compuestos por inyección0 utiliza la misma tecmoldeo por inyección de pl'sticos tradicional/ )ero a diferencia de introduc3nicamente un pol$mero 1ya sea termopl'stico o termoestable20 se introdum's un refuerzo/
,as !bras m's utilizadas son de vidrio0 carbono y aramida/ Estos refuerzosnotablemente a las propiedades mec'nicas del material !nal/ )ero por otroal&unos inconvenientes como:
8/ "i!cultad para controlar el posicionamiento de las !bras en la pieza/
/ ,as !bras pueden reducir notablemente su lon&itud por rotura con el toalimenta el proceso/
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Pl!"$#,n %e trata de un proceso autom'tico muy vers'til mediante el que se obti
sección constante/ %e utiliza una !bra embebida en una resina termoesreacciona cuando se aplica calor/ %e tira del material para evitar roturas
desalineamiento de !bras/ Mediante este proceso se puede producir cuacompleja siempre que su espesor sea constante/ *dem's0 debido a la prsuper!cie del molde se obtienen acabados de alta calidad/ 4o obstante0proceso es relativamente baja 1> m7min2/ *dem's0 resulta muy complica!bras en 'n&ulos óptimos/
El d lt ió t d i t
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El proceso de pultrusión consta de varias etapas:
8/ ,as !bras de refuerzo se presentan en forma de bobinas o rollos para Bujo continuo del material/
/ %e colocan en carretes sobre ejes con rodamientos especiales para mconstante la tensión del #ilo al ser devanado/
>/ Cuando las !bras se diri&en #acia el sistema de impre&nación se #aceunas placas de alineamiento para evitar torsiones0 nudos o daños en l
?/ ,a clave de todo el proceso de pultrusión es el molde/ "ebe alinear lascomprimirlas #asta la fracción en volumen deseada0 ase&urando el cumaterial en un tiempo relativamente corto/
@/ *lrededor del molde se colocan placas calefactadas para provocar el c
de la pieza y favorecer la reacción de polimerización de la resina/ El pcontrol m's importante es la temperatura interior del molde0 que osci8<<=C y 8@<=C/
/ En el mecanismo de tracción debe existir una distancia de al menos >éste y la salida para ase&urar el correcto enfriamiento del per!l mediaconvección natural o forzada 1por c#orro de a&ua o aire2/
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9iblio&raf$a