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 Materiales compuestos y sus propiedades Los materiales compuestos están constituidos por al menos dos fases (Fibra y Resina) fabricados expresamente para mejorar los valores de las propiedades que estos componentes presentan por separado. Resinas de Poliéster, Vinileste r, Epox i, Fenlicas, !cr"licas, etc... pueden ser combinadas con fibras de vidrio, #arbon o o !ramid a. $as di ferentes combinaciones de %atr ices y Fibras , dan lu&a r a propiedades f"sicas y qu"micas diferentes, ofreciendo un abanico de posibilidades tan amplio que puede ser adaptado a las solicitaciones de cada apli caci n. Mariskone, S.A.  es consciente de las ventajas que est os mater iales pueden aportar a sus cli entes, siempre y cuando sean correctamente utili'ad os, por ello cuenta con un equipo de profesionales tcnicamente cualificados, as" como de un sistema de calidad bien est able cido , basado en mlt iple s comp robacion es des de la entrada de las materias primas *asta el despac*o del producto final *acia las instalaciones del cliente. RENTABILIA ! T"#NI#AS E $ABRI#A#I%N E MATERIALES #&MP'EST&S $os materiales compuestos permiten un dise+o más efica', inviable por otras tc nic as productivas, inte&rando varias pie'as s aerodinámicas o atractivas, aventajan a los materiales compuestos sobre otros más tradicionales. $a utili'aci n de materiales compuestos puede ser adaptada con (acilidad a las necesidades producti)as del cliente, ya que a dif erencia con otras tecnol o&" as, la fab ricac in de un molde no sup one una elevada inversin. Es posible reali'ar pro totipos, pri mer as series o pro duc ci n de tir adas medi as, sin un ri es& o econmico impor tante *asta ase&urar una respuesta del mercado . En Mariskone, S.A.  se utili'an diferen tes tcnicas de fabr icaci n para los materiales compuestos, adap tada s a las cadenc ias de produccin o solicitac iones mecánicas necesarias para cada pie'a - %oldeo manual. - royeccin de Resina. - royeccin /imultánea Resina0Fibra. - Vac"o. - 1nyeccin de oliuretano. - R.2 .%. (1nyeccin de Resina). - 1nyeccin de Resina !sistida con Vac"o. RESISTEN#IA E L&S MATERIALES #&MP'EST&S $os materiales compuestos poseen elevadas propiedades mec áni cas3 bue na resistencia a tracc in , fle xi n, corta dur a e impacto, pero además presentan un excelente comportamiento ante la cor rosin provocada por a&entes qu"mico s o atmosf ricos. $os materiales comp uestos  no pr esentan ni n& n ti po de interf er encia a las onda s el ec troma&nticas, ni conduc en la electricidad, pudiendo formularse con un carácter altamente i&n"fu&o, enco ntra ndo mult itud de apli caciones en inst alac iones elc tric as, comunicaciones, etc. L&S MATERIALES #&MP'EST&S ! EL AISLAMIENT& $as estr ucturas tip o /!4561#7 permiten obtener coef icien tes de conductividad t rmica y ac stica mu y bajos. $os materi al es compuesto s son ideales para solucionar problemas de aislamient o t rmico y ac s ti co en ap lica ci ones co mo fr "o industrial , canali'aciones de aire, insonori'acin de maquinaria, etc...

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Materiales compuestos y sus propiedadesLos materiales compuestos están constituidos por al menos dosfases (Fibra y Resina) fabricados expresamente para mejorar losvalores de las propiedades que estos componentes presentan porseparado.

Resinas de Poliéster, Vinilester, Epoxi, Fenlicas, !cr"licas, etc...pueden ser combinadas con fibras de vidrio, #arbono o !ramida. $asdiferentes combinaciones de %atrices y Fibras, dan lu&ar apropiedades f"sicas y qu"micas diferentes, ofreciendo un abanico deposibilidades tan amplio que puede ser adaptado a las solicitacionesde cada aplicacin. Mariskone, S.A. es consciente de las ventajasque estos materiales pueden aportar a sus clientes, siempre ycuando sean correctamente utili'ados, por ello cuenta con un equipode profesionales tcnicamente cualificados, as" como de un sistemade calidad bien establecido, basado en mltiples comprobacionesdesde la entrada de las materias primas *asta el despac*o delproducto final *acia las instalaciones del cliente.

RENTABILIA ! T"#NI#AS E $ABRI#A#I%N EMATERIALES #&MP'EST&S

$os materiales compuestos permiten un dise+o más efica', inviablepor otras tcnicas productivas, inte&rando varias pie'as másaerodinámicas o atractivas, aventajan a los materiales compuestossobre otros más tradicionales.

$a utili'acin de materiales compuestos puede ser adaptada con(acilidad a las necesidades producti)as del cliente, ya que adiferencia con otras tecnolo&"as, la fabricacin de un molde nosupone una elevada inversin. Es posible reali'ar prototipos,primeras series o produccin de tiradas medias, sin un ries&oeconmico importante *asta ase&urar una respuesta del mercado.

En Mariskone, S.A.  se utili'an diferentes tcnicas de fabricacin

para los materiales compuestos, adaptadas a las cadencias deproduccin o solicitaciones mecánicas necesarias para cada pie'a- %oldeo manual.- royeccin de Resina.- royeccin /imultánea Resina0Fibra.- Vac"o.- 1nyeccin de oliuretano.- R.2.%. (1nyeccin de Resina).- 1nyeccin de Resina !sistida con Vac"o.

RESISTEN#IA E L&S MATERIALES #&MP'EST&S

$os materiales compuestos  poseen elevadas propiedadesmecánicas3 buena resistencia a traccin, flexin, cortadura eimpacto, pero además presentan un excelente comportamiento antela corrosin provocada por a&entes qu"micos o atmosfricos.

$os materiales compuestos  no presentan nin&n tipo deinterferencia a las ondas electroma&nticas, ni conducen laelectricidad, pudiendo formularse con un carácter altamente i&n"fu&o,encontrando multitud de aplicaciones en instalaciones elctricas,comunicaciones, etc.

L&S MATERIALES #&MP'EST&S ! EL AISLAMIENT&

$as estructuras tipo /!4561#7 permiten obtener coeficientes deconductividad trmica y acstica muy bajos. $os materialescompuestos son ideales para solucionar problemas de aislamientotrmico y acstico en aplicaciones como fr"o industrial,

canali'aciones de aire, insonori'acin de maquinaria, etc...

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Intermet*licos + aluminuro Recurimientos de n-uel 1ntermetálicos poseen muc*as propiedades notables, pero el procesamiento

componentes intermetálicos puede ser dif"cil.  Este art"culo examina la posibilidad

de producir recubrimientos de metal y !luminuros las ventajas potenciales de estos

materiales

Propiedades mecánicas de materiales compuestos de

matriz de aluminio reforzados con intermetálicos

• Autores: !. 8arc"a0Escorial, 9. 2orres, %. $ieblic*, :. 1bá+e' 

• Localización: Revista de metalur&ia, ISSN 0034-8570, Vol. ;<, 4= >,>??@ , pags. 225-229

• Resumen: 

o En este trabajo se estudia el comportamiento mecánico de varios

materiales compuestos de matriz de aluminio 2124 reforzados con

 partículas de los intermetálicos, Ni3Al, NiAl, Moi2 ! "r3i# $os

resultados obtenidos se comparan con la aleaci%n 2124 monolítica ! con

esa misma aleaci%n reforzada con partículas del cerámico i"# En todos

los casos, se si&ue la misma ruta de procesado pulvimetal'r&ico a partir

de polvos rápidamente solidificados, en el caso de la aleaci%n 2124, ! de

la molienda mecánica de un toc(o obtenido por síntesis autopropa&ada a

temperatura elevada )*+, para el refuerzo intermetálico# Matriz !

reforzante se mezclan, mecánicamente, para, a continuaci%n, compactar

uniaialmente en frío, procedi-ndose, finalmente, a la consolidaci%n por

etrusi%n# $as propiedades mecánicas se estudian mediante ensa!os de

tracci%n en estado .1 ! .4# $os resultados obtenidos indican /ue las

 propiedades mecánicas dependen, mu! fuertemente, de la tendencia a la

formaci%n de nuevas fases en la intercara matriz0refuerzo durante el

 propio procesado o en los tratamientos t-rmicos posteriores# $os

materiales /ue presentan mejores propiedades mecánicas son a/uellos en

los /ue la reacci%n entre reforzante ! matriz es menor, como sucede en el

caso de los compuestos reforzados con Moi2 ! con i"#

Materiales Compuestos - Presentation Transcript

1. MATERIALES COMPUESTOS Trabajo realizado por: José María Arenas

2. ¿Qué son ?

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o Los materiales compuestos son materiales de ingeniería, combinaciones de

materiales diversos como resinas epoxi, poliéster, acrílicas, poliuretanicas, con materiales de

refuerzo tales como fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras aramidicas, etc.

3. ¿Cómo están formados?

o Los materiales compuestos están formados con materiales continuos y discontinuos,

al material continuo se le llama matriz y al medio discontinuo que usualmente es el más fuerte y

duro se le llama refuerzo. Las propiedades de los materiales compuestos son dependientes de las

propiedades de los materiales que lo constituyen así como de su distribución e interacción entre

ellos

4. ¿Cuándo comenzaron a producirse?

o Los primeros materiales compuestos eran fibras de vidrio combinadas con matrices

fenólicas y poliésteres.

o Se usaron sobre todo para aplicaciones eléctricas

5. Estructura

o Agente reforzante : su geometría es fundamental la hora de definir las propiedades

mecánicas del material.

o Matriz : tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y

químicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al

material.

6. Materiales Compuestos reforzados con partículas.

o Estan compuestos por partículas de un material duro y frágil, dispersas

uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil

o Tipos:

o Endurecidos por dispersión

o Formados por partículas verdaderas

o (estables a la gravedad y la centrifugación)

7. Materiales compuestos estructurales

o Estan formados tanto por materiales sencillos como por composites y sus

propiedades dependen fundamentalmente de su diseño y de su geometría. Los tipos más comunes

son los laminares y los llamados paneles sandwich .

o Los paneles sandwich están formados por dos laminas de gran dureza separados

por un material mas blando con una geometría especial (panal de abeja)

8. Modos de producción

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o Fabricación PMCs ( Introducción )

o -Objetivos

o - Buen mojado de fibras

o - Distribución uniforme del refuerzo

o - Alineamiento correcto

o -Rutas para resinas termoestables

o - Impregnación de resinas líquidas

o -Bobinado

o -Pultrusión

o -Moldeo por compresión

o - Consolidacion bajo presión de “ pre-pegs”

o - Consolidación de resinas en molde

o -Rutas para resinas termoplásticas

o - Moldeo por inyección

o - Moldeo por compresión en caliente

9. Impregnación

o Fibras impregnadas mediante laminación o pulverización con resinas de baja

viscosidad, previamente mezcladas con el endurecedor. El curado se realiza en general a

temperatura ambiente. Se emplea un molde

10. Para fibras largas

11. Para fibras cortas

12. Ventajas e inconvenientes

o Ventajas

o - Gran versatilidad

o - Variedad de formas

o - Bajo coste herramientas

o - Operación sencilla

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o Inconvenientes

o Los laminados tienden a ser ricos en resina

o Es necesario emplear altos niveles de diluyentes

o Problemas de seguridad laboral por la baja viscosidad de las resinas

13. Bobinado

o Ventajas

o Automatizable

o Rápido

o Contenido en resina controlable

o Se elimina elaboración de preforma de fibras

o Buenas propiedades mecánicas

o Inconvenientes

o Limitado a formas convexas

o Problemas para controlar algunas geometrías del refuerzo

o Cara externa pobre estéticamente

o Generalmente se necesitan resinas de baja viscosidad

14. Bobinado

15. Pultrusión

o Ventajas

o Muy rápido ( proceso continuo

o Control preciso de la cantidad de resina

o Se elimina elaboración de preforma de fibras

o Productos de elevada resistencia

o Bajas emisiones de productos volátiles

o Inconvenientes

o Limitado a componentes de sección transversal contante

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o Los costes de calentamiento de las matrices pueden ser elevados

16. Pultrusión

17. Moldeo por compresión

o Ventajas

o Elevadas fracciones volumétricas de fibras con muy baja porosidad

o Método seguro (resina no expuesta al ambiente)

o Alta calidad estética (moldes)

o Inconvenientes

o Costes elevados de los moldes y precisión encaje

o Generalmente limitado el tamaño de las piezas fabricadas

o Pueden aparecer zonas con impregnación defectuosa

18. Moldeo por compresión

o Aplicaciones:

o Componentes automóviles, Pequeños componentes de aviones, Asientos de trenes,

Raquetas de tenis

19. Futuro de estos materiales Estos materiales cada vez se utilizan más y Proporcionan una gran

versatilidad de usos (Puentes, pilares capaces de soportar grandes esfuerzos rápidos, resistencia ante

tornados y huracanes, revestimiento de aviones ), casi todos estos materiales pueden remplazar al que se

utiliza actualmente, abaratando costes y dando mejores prestaciones. Por todo esto, los materiales

compuestos irán reemplazando a los tradicionales.

Descripción $os materiales compuestos están formados de materiales continuos !

discontinuos, al material continuo se le llama matriz, ! al medio discontinuo /ueusualmente es el más fuerte ! duro se le llama refuerzo# $as propiedades de los

materiales compuestos son dependientes de las propiedades de los materiales /ue lo

constitu!en así como de su distribuci%n e interacci%n entre ellos# El pro&rama

desarrollado en está tesis, disminu!e considerablemente el tiempo de diseo de

componentes fabricados con materiales compuestos# e valid% el anterior pro&rama con

un ejemplo obtenido del libro Mec(anics of ibrous "omposites de M#*# atoo 516 el

cual se encuentra en el capítulo 4# $os resultados del pro&rama con respecto a este

ejemplo fueron i&uales, por lo /ue se puede concluir /ue el pro&rama obtiene resultados

validos# e dise% ! constru!% un banco simple de pruebas, el cual fue probado con un

tubo de 78" para comprobar su funcionamiento ! despu-s se (icieron una serie de

 pruebas a los dos modelos de fibra de carbono mencionados anteriormente# $os

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resultados obtenidos de manera práctica fueron satisfactorios, fueron mu! cercanos a los

obtenidos en el pro&rama, finalmente, se obtuvo el amorti&uamiento interno del

material, el cual fue muc(o ma!or el de los tubos de material compuesto con respecto al

tubo de 78", !a /ue la velocidad del retorno elástico es muc(o ma!or en los tubos de

material compuesto debido a su ri&idez#