Materiales compuestos
Los materiales compuestos combinan fibras resistentes (vidrio, carbono o aramida) con una resina que las mantiene en su sitio y endurece. Los cuatro procesos de este capítulo se diferencian en cómo se colocan las fibras y en cómo les llega la resina. Cada uno construye el material y la pieza al mismo tiempo.
La idea principal
Las fibras soportan la carga; la resina las mantiene en posición, reparte la carga entre ellas y las protege. Piensa en el hormigón armado: las barras de acero soportan la tracción y el hormigón las mantiene donde deben estar. Un material compuesto solo es resistente en las direcciones a las que apuntan sus fibras, así que todos los procesos de aquí consisten en realidad en colocar las fibras donde irán las fuerzas. Dos decisiones dan forma a cada método: fibra que llega ya empapada en resina (prepreg) o fibra seca que se empapa después con resina líquida; y un molde abierto con una cara acabada o un molde cerrado con dos.
Los 4 procesos de este capítulo
10.1Laminado manual y curado en autoclaveCapas de preimpregnado apiladas en un molde, ensacadas al vacío y curadas con calor y presiónAbrir la lección
10.2Moldeo por transferencia de resina e infusiónFibra seca en un molde; resina líquida empujada (RTM) o aspirada por vacío (infusión)Abrir la lección
10.3PultrusiónFibras estiradas a través de resina y de una matriz caliente, sin pararAbrir la lección
10.4Bobinado de filamentoFibra empapada en resina enrollada sobre un mandril giratorioAbrir la lecciónCara a cara
| Proceso | En una línea | Ideal para | Tamaño de serie | Precisión |
|---|---|---|---|---|
| 10.1Laminado manual y curado en autoclave | Capas de preimpregnado apiladas en un molde, ensacadas al vacío y curadas con calor y presión | Las carcasas más ligeras y resistentes: aviones, coches de carreras | De piezas únicas a unos pocos miles al año | Unos ±0,2–0,5 mm en la forma |
| 10.2Moldeo por transferencia de resina e infusión | Fibra seca en un molde; resina líquida empujada (RTM) o aspirada por vacío (infusión) | Piezas de coche (RTM); cascos y palas eólicas (infusión) | De piezas únicas (infusión) a decenas de miles (RTM) | RTM unos ±0,2–0,5 mm; infusión una cara precisa |
| 10.3Pultrusión | Fibras estiradas a través de resina y de una matriz caliente, sin parar | Perfiles rectos: vigas, varillas, rejillas | Kilómetros de un mismo perfil | Unos ±0,2–0,5 mm en la sección |
| 10.4Bobinado de filamento | Fibra empapada en resina enrollada sobre un mandril giratorio | Tuberías, depósitos, recipientes a presión, ejes | De piezas únicas a decenas de miles al año | El interior es tan exacto como el mandril |
Cómo elegir dentro de esta familia
- Redondo y hueco, sobre todo bajo presión (depósitos, tuberías): bobinado de filamento.
- Largo y recto con una sola sección: pultrusión.
- Grandes carcasas como cascos o palas, con poco presupuesto: infusión al vacío.
- Piezas medianas en volumen con dos caras buenas: RTM.
- El máximo rendimiento cueste lo que cueste, como en aviones y coches de carreras: laminado de prepreg y autoclave.
Palabras clave
- Fibra
- el hilo resistente y rígido (vidrio, carbono, aramida) que soporta la carga.
- Resina (matriz)
- el plástico líquido que empapa las fibras y endurece a su alrededor.
- Curado
- la reacción química que convierte la resina líquida en un sólido duro, a menudo acelerada con calor.
- Capa (ply)
- una capa de tejido o cinta de fibra en una pila.
- Prepreg
- fibra que se vende ya empapada en resina parcialmente curada y se guarda congelada hasta su uso.
- Preforma
- fibra seca ya conformada como la pieza, lista para la resina.
- Mandril
- el núcleo sobre el que se enrolla la fibra en el bobinado de filamento.
- Hueco
- una diminuta burbuja atrapada que debilita la pieza.
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