Kevlar y fibra de carbono en materiales compuestos

Universidad del Bío Bío
Facultad de Ingeniería
Departamento de Mecánica










“El Kevlar y las fibras de carbono en los materiales compuestos.”












Introducción

Este informe pretende dar a conocer y contestar algunas preguntas respecto a la utilización de El kevlar y las fibras de carbono, en laproducción de materiales compuestos. Para interiorizarnos en este tema partiremos respondiendo a la pregunta: ¿Qué son? dando una pequeña definición bien general:
* Kevlar:
Es una poliamida sintetizada por Stephanie Kwolek, una química de la firma DuPont, en 1965. Es una fibra ligera de aramida con una extraordinaria fuerza y resistencia. El Kevlar absorbe energía y proporciona resistencia contralos cortes y la abrasión. Además, el Kevlar tiene una vida útil excepcionalmente larga, es resistente al calor y proporciona la destreza necesaria para trabajos que requieren tacto. El Kevlar cinco veces más resistente que el acero y su resistencia al corte es cinco veces superior a la del cuero.
* Fibra de carbono:
La fibra de carbono es un material compuesto, constituido principalmente porcarbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene menor resistencia al impacto que el acero.
* Materiales compuestos:
Se designa como Materiales Compuestos los formados por la unión íntima de dos o más componentes para optimizar las propiedades de la combinación.
Abarcaremos cuatro puntos muy importantes respectos aestos materiales en el área de la industria: Los proceso de fabricación (Manufactura de materiales compuesto), aplicaciones principales, propiedades y su Control de calidad. Dando definiciones, esquemas, ejemplos, etc.

PROCESO DE FABRICACION DE MATERIALES COMPUESTOS.
* POR MEDIO DE COMPRESIÓN DE MOLDES.
Este proceso emplea moldes macho y hembra de una determinada geometría relacionada con lapieza o parte estructural a conformar. Una cantidad adecuada de material compuesto (fibra más resina) es colocada dentro del molde al cual se le aplica una presión hidráulica relativamente alta y a su vez con el agregado de calor se logra la fluidez de la matriz logrando así la forma requerida de la pieza.
La temperatura cumple la función de darle la fluidez a la resina y permitir las óptimascondiciones para la mezcla, y la presión cumple el rol de proveer la forma de la pieza. Luego de este proceso se retira la pieza fabricada y se le hacen las terminaciones finales como el recortado, pintado, etc.
Las piezas obtenidas por este método son de simple fabricación. Minimiza los costos de preparado de las piezas, es escaso el material desperdiciado, reduce terminaciones secundarias yrequiere mínimo trabajo de elaboración.
El rango de presiones de trabajo es de 100 a 4000 Toneladas, donde se producen piezas varían de menos de 1 kilo a 75 kilos, equipo opcional incluye precalentadores y preformadores que permiten un moldeo más rápido y reduce el contenido de aire atrapado en la pieza terminada. Este proceso de elaboraciones no permite un gran contenido de fibras continuas, espor esto que las partes generadas no son adecuadas para estructuras primarias.
Los componentes generados por este proceso son utilizados cuando se necesita gran rigidez, diseñando costillas y refuerzos a la pieza.

* POR MEDIO DE INYECCIÓN DE RESINA EN MOLDES (RTM).
Este método utiliza un molde que posee entradas mediante las cuales se inyecta la resina y salidas para la evacuación delaire al exterior. El tejido de fibras secas es colocado en el molde y este es cerrado. Posteriormente se procede a la inyección mediante bomba de la resina que es absorbida por las fibras y rellena el molde. Cuando se llena, se sellan tanto la entrada de la resina como la salida de aire y se aplica calor a la resina. Luego de este el molde es abierto y se retira la pieza.
Este proceso puede...