Materiales De Matriz Polimerica

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA

UNIDAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

MAESTRÍA EN INGENIERÍA APLICADA CON ORIENTACIÓN A LOS PROCESOS DE MANUFACTURA Y MATERIALES

PROFESOR: DR. OMERO ALONSO GONZÁLEZ

ALUMNO: RUBÉN ALBERTO TORRES NÚÑEZ

MATERIA: PROCESAMIENTO DE MATERIALES





MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ POLIMÉRICA
ANTECEDENTESDefinición:
Se denomina material compuesto a un material combinado obtenido a partir de la unión (no química) de dos o más componentes, que da lugar a propiedades o características específicas. En estos materiales se deben considerar las matrices, las cargas y los refuerzos. En todo material compuesto se distinguen dos componentes:
- La MATRIZ, componente que se presenta en fase continua,actuando como ligante.
- El REFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento resistente.

Ejemplos sencillos y conocidos por todos de materiales compuestos son el hormigón y los neumáticos. Aquí, sin embargo, nos centraremos en el estudio de los llamados MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS.
La importancia que bajo el punto de vista de la ingeniería tienen los M.C. es que las propiedades de los M.C.son superiores o en algún modo más importantes que los de sus componentes considerados individualmente.
Muchos M.C. están formados por dos fases: una continua, que se llama matriz y otra fase dispersa integrada por partículas o por fibras (cortas o largas).
Clasificación
Una primera clasificación es la que analiza el tipo de matriz, distinguiéndose los siguientes tipos:
- Materialescompuestos de matriz METÁLICA o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES),
- Materiales compuestos de matriz CERÁMICA o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES),
- Materiales compuestos de matriz de CARBON
Las matrices orgánicas (más vulgarmente conocidas como plásticos) pueden ser:
- TERMOPLÁSTICOS, usadas en aplicaciones de bajos requisitos, aunque se están empezando a emplear termoplásticos avanzados para altasprestaciones.
- ELASTOMEROS, utilizadas en neumáticos y cintas transportadoras.
- TERMOESTABLES, las más empleadas en materiales compuestos de altas prestaciones.
- Materiales compuestos de matriz ORGÁNICA o RP (REINFORCED PLASTICS) y dentro de estos, son los más utilizados:
- Los CFRP (CABON FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de carbono con matriz orgánica,
-Los GFRP (GLASS FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales compuestos de fibra de vidrio con matriz orgánica.

En lo que a los refuerzos se refiere, los hay de dos tipos:
- FIBRAS, elementos en forma de hilo en las que la relación L/D > 100,
- CARGAS, el resto, utilizadas en elementos de poca responsabilidad estructural.


Procesos de fabricación de materiales compuestos
Losprocesos de fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica se pueden dividir en dos grandes bloques: molde abierto y molde cerrado.

Procesos de fabricación en molde abierto
Moldeo por colocación manual
El hand lay-up o moldeo por colocación manual es denominado así debido a las bajas o nulas presiones que necesita. Es muy utilizado en la industria aeroespacial debido a su granflexibilidad.
Se trata de un proceso muy lento, con más de 50 etapas individuales. La etapa de colocación manual de las láminas consume en torno a la mitad del tiempo total del proceso.
Los posibles defectos que pueden presentar las piezas fabricadas mediante este método son: arrugas en la superficie, burbujas de aire atrapadas, poros y picaduras, cuarteado y grietas, mala adherencia al molde, áreaspegajosas y afloramiento de fibras. (Proceso de fabricación usado en TRIUMP).


Filament Winding
El bobinado o filament winding es un proceso de fabricación en el que se enrollan refuerzos continuos a grandes velocidades y de forma precisa sobre un mandril que rota en torno a su eje de giro. Las velocidades de trabajo se encuentran entre los 90 - 100 m/min para fibras de vidrio y entre los...