Introducción

Materiales Compuestos

    Los materiales compuestos están formados de 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

Fabricacion de los Materiales.(Diagrama Fe-C)

Elaboración del Diagrama

Cuando el acero con constitución austenica, se enfría lentamente, la austenita se transforma en distintos productos; así por ejemplo, si el acero es hipoeutectoide la austenita sé transforma inicialmente en ferrita hasta la temperatura eutectoide, a la cual la austenita remanente se transforma en perlita. La micro estructura final será perlita y ferrita proeutectoide en una proporción que depende de la composición y la velocidad de enfriamiento.

Si el acero es de composición eutectoide, la austenita se transforma completamente en perlita; si la composición hipereutectoide se obtiene cementita proeutectoide y perlita como producto de la transformación. Cuando la velocidad de enfriamiento aumenta, la morfología de la ferrita y la cementita proeutectoide cambia y la perlita se hace más fina. A una velocidad elevada, los anteriores constituyentes desaparecen súbitamente a una velocidad de enfriamiento crítico, y aparece una estructura nueva más dura que es la martensita.

Estos productos, obtenidos por enfriamiento rápido, son meta estables desde un punto de vista termodinámico de gran utilidad para la ingeniería debido a sus propiedades.

Tablas de Interes:

Materiales Compuestos

Fabricación de los Materiales Compuestos

    La fabricación de materiales compuestos es una rama de la industria procesadora. Tanto en la industria de los productos derivados de la madera como en la industria del plástico, se prensan conjuntamente distintos materiales que, sometidos a presión y calor, resultan en nuevos materiales con características específicas. En el área del plástico, se utilizan los denominados "autoclave", recipientes con cierre impermeables al gas. Los compresores de Sauer mantienen de forma segura la presión necesaria para realizar estos procesos.

Fabricación de Materiales

Proceso de Fabricación de los Materiales

    

    Un proceso industrial o proceso de fabricación es el conjunto de operaciones unitarias necesarias para modificar las características de las materias primas. Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética.

Para la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la extracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina/herramienta.

Técnicas de Fabricación

Técnicas de Fabricación de Materiales Compuestos

Estructuras de tipo sándwich
Son estructuras que tienen la geometría de un panal para permitir minimizar la cantidad de material para alcanzar el peso mínimo y el costo mínimo de material, provee buenas propiedades de compresión
Honeycomb
    La laminación manual es el método más fácil para reforzar una pieza con fibra. Este proceso se lleva a cabo en un molde abierto, el cual debe ser previamente acondicionado. Las resinas que se utilicen deben ser siempre mezclas con un endurecedor o catalizador dado caso que esto no se haga el curado puede llegar a llevar días o semanas. Ahorra el molde se humedece con la mezcla puede ser usando brochas o vertido, luego se ponen las láminas (fibra de carbono o vidrio) sobre el molde estas son asentadas con rodillos de acero; para mejorar el acabado se pone gelcoat en molde antes de las resinas.

Hand lay-up

   Fibras: Carbono, vidrio y aramida por lo general se usa fibra de vidrio en el moldeo por laminación manual.
    Resinas: Se puede utilizar cualquier resina por ejemplo: Poliéster, epoxi, etc.
   Núcleos: puede ser cualquier es normal que se utilice madera de balsa, espuma de poliuretano o paneles tipo nido de abeja.

Materiales
Las aplicaciones más comunes del modelo manual son fabricación de botes, turbinas eólicas, panel de carrocerías, etc.
Aplicaciones
• Costos de manufactura bajos.
• Un cambio en el diseño es fácil de ejecutar.
• Permite la fabricación de piezas grandes y de alta complejidad.
• Permite el uso de una amplia gama de materiales
• Permite hacer injertos en el monde y refuerzos estructurales de manera fácil.
Ventajas
Los materiales de emparedado tienen capas delgadas de material de recubrimiento unidas a algún material ligero de relleno, como una espuma de polímero. Ni el relleno ni el material de recubrimiento son resistentes o rígidos, pero el compuesto tiene ambas propiedades.
• Son piezas con un solo lado liso este corresponde a la superficie del molde.
• La calidad de la pieza depende de las habilidades de la persona que ejecuta el proceso.
• Las resinas que se utilizan no son muy sanas.
Desventajas
El moldeo por spray es un proceso de fabricación de molde abierto, la resina y la fibra son rociadas en un molde por medio de una pistola dosificadora de resina y cortadora de fibra. Luego de la aplicación es necesaria la compactación por medio de rodillos.

Spray lay up
• Es un método de bajo costo para fabricar pocas piezas
• Se utiliza herramienta de bajo costo.
• Es muy bueno para las piezas de pequeño y mediano volumen.

Ventajas
El proceso a seguir es muy similar al del modelo manual de materiales. Se aplica el desmoldaste y luego una par de gelcoat que se aplica con la pistola rociadora

1. El molde se pule para que tenga un fácil desmolde.
2. Se aplica el gelcoat y se deja endurecer por 2 horas más o menos.
3. Se aplica la capa protectora para evitar que salgan fibras atreves de la superficie de gelcoat.
4. Se deja curar la capa protectora
5. Se rocía la resina y la fibra sobre la superficie del molde. Es importante mantener un patrón predeterminado con la pistola de roció.
6. Se usa el rodillo de compactación para que el laminado sea uniforme y no queden burbujas de aire.
7. Se deja curar el laminado a temperatura ambiente o en un horno para acelerar el proceso.
8. Se desmolda la pieza.
Proceso
Este método es común mente usado para la fabricación de bañeras, cascos de barcos, piscinas y partes de muebles.

Aplicaciones
• No sirve para fabricar piezas con requisitos estructurales altos.
• Son piezas con un solo lado liso este corresponde a la superficie del molde.
• Ya que es un molde abierto emite gases tóxicos.

Conclusión

Es sin duda impresionante la manera en la que han evolucionado los materiales y lo importante que es conocer sus propiedades no tan solo físicas o mecánicas sino también a otro nivel como bien podría ser a nivel atómico ya que de esto depende en buena parte el comprender como habrá de comportarse un material en ciertas condiciones y de esa manera conjeturar algunas características como su dureza o su resistencia a algunos esfuerzos, la verdad este curso de Materiales.La industria a mejorado y progresado a pasos acelerados durante las últimas tres décadas, el uso de los aceros y toda clase de metales se ha hecho mucho más común en las sociedades, la industrialización a exigido el uso de mas y mejores materiales para su desarrollo, hoy tenemos cubierta la mayoría de esas necesidades, pero falta mucho por recorrer, realmente no sabemos hacia donde la sociedad con sus industrias, su ciencia y su tecnología vayan, lo que si sabemos es que tenemos que ser conscientes de los cambios y prepararnos para ellos, el afrontarlos adecuadamente, marcará la diferencia entre las economías fuertes, las débiles y las que deben perecer a causa de la mediocridad y la falta de actitud adecuada, podemos mirar hacia veinte años atrás y ver cuantos cambios al dia de hoy se han dado y como las industrias exitosas los afrontaron y como otros hoy ni su recuerdo queda.

Referencias

• A. Miravete (2003). Materiales compuestos (Vol. 1). Editorial Reverte. ISBN 84-9213-497-6.
• A. Miravete (2003). Materiales compuestos (Vol. 2). Editorial Reverte. ISBN 84-9213-497-6.
• Gutowski, Timothy George Peter (1997). Advanced composites manufacturing. Ed. John Wiley & Sons. ISBN 04-7115-301-X.
• Díaz Santos, Manuel (1992). Fabricación y mecanizado de materiales compuestos. EUIT Aeronáutica, Sección publicaciones.
• Fundamentos de la ciencia de los materiales. William F. Smith 2da. Edicion. Mc-Graw-Hill.