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samuel-flores-urbano
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7/21/2019 Materiales Compuestos y Sus Propiedades 00000
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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#