El kevlar y las fibras de carbono

Universidad del Biobío
Facultad de Ingeniería
Depto. De Mecánica



“El kevlar y las fibras
de carbono en los nuevos materiales compuestos”

Nombre: José Astete M.
Profesor: Federico Grossmann C.Asignatura: Materiales en Ingeniería.
Fecha: 16 de enero de 2012







Introducción



El kevlar y la fibra de carbono, dos materiales compuestos que hoy en día revolucionan por sus grandes características y aplicaciones tanto en la industria como en la vida cotidiana, el que no se derritan ni contraigan en llamas y que solo se carbonicen a altas temperaturas, que seanresistentes al agua y al petróleo, he incluso a lubricantes y aceites de motores , los hacen uno de los materiales más cotizados a nivel mundial, pero también va de la mano con todas estas grandes propiedades el costo de fabricación y manufactura para el cual serán aplicados.

* El Kevlar por su parte es un polímero altamente cristalino. Llevó mucho tiempo encontrar alguna aplicación útil parael Kevlar, dado que no era soluble en ningún disolvente. Por lo tanto, su procesado en solución estaba descartado. No se derretía por debajo de los 500oC, de modo que también se descartaba el hecho de procesarlo en su estado fundido. Fue entonces cuando una científica llamada Stephanie Kwolek apareció con una idea brillante. Stephanie trabajaba en un laboratorio, donde todos los días experimentabacon nuevos materiales. Descubrió el Kevlar cuando se dio cuenta de que una solución plástica que ella estudiaba a menudo estaba actuando de manera "diferente". Este material era súper resistente y a la vez muy ligero. Así fue como descubrió el Kevlar, una fibra química famosa por su uso en los chalecos antibalas.

* La fibra de carbono un compuesto más ligero que el acero, con igualresistencia, inmune a la corrosión, que puede adoptar diversas formas y adaptarse a las necesidades de múltiples sectores, es un material compuesto, constituido principalmente por carbono. 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. Al igual que la fibra de vidrio, es un caso común demetonimia, en el cual se le da al todo el nombre de una parte, en este caso el nombre de las fibras que lo refuerzan, usado comúnmente en automóviles, aeronáutica y deportes de alto rendimiento.

El kevlar y la fibra de carbono

1. Procesos de fabricación relacionados a la manufactura:
Dentro de este punto existen varios tipo de procesos de fabricación relacionados a los materiales compuestos, acontinuación analizaremos brevemente cada uno de ellos:
* Procesos convencionales:
-Apilamiento de fibras secas, mantas o tejidos, sobre un molde y posterior impregnación con brochas, espátulas o con pistolas.
-Polimerización a temperatura ambiente o en estufas en molde abierto o con bolsa de vacío.
-Inyección de resina mezclada con fibras cortas en moldes cerrados.
-Utilización detejidos o fibras unidireccionales pre-impregnados y corte de “patrones” utilizando plantillas o automatizado.

-Apilado de capas sobre el molde utilizando plantillas u otras ayudas (tipo proyector de laser) para la orientación y posición correcta de las capas.

-Polimerización en estufa con bolsa de vacío.

* Procesos de enrollado de filamentos:

-Aplicable a estructuras con forma de cuerpode revolución o similares.

-Fue el primer proceso automatizado para producción de elementos en
fibra.

* Encintado automático (ATL):

-Maquinas de control numérico, capaces de poner cintas unidireccionales con precisión tanto de posición como de orientación; tanto sobre superficies planas como superficies ligeramente curvas (superficies desarrollables).

-El cabezal porta el rollo...