Clasificación y Fabricación de Materiales Compuestos

Clasificación de las fibras atendiendo a su composición

Fibras no metálicas

Entre las fibras no metálicas, se encuentran las de vidrio, amianto, Boro sobre Wolframio, grafito, nylon 66 y silicatos fundidos. Las más importantes son las de vidrio, carbono y dentro de las fibras orgánicas la de aramida.

Fibras metálicas

Las fibras o alambres metálicos se han utilizado desde hace mucho tiempo, son conocidos los zunchos en el hormigón armado, en el automóvil los arrollamientos de alambre de las mangueras de presión y, en sistemas más modernos.

Todos estos filamentos se producen, con excepción del aluminio, por trefilado. No obstante, la resistencia mecánica alcanza los valores máximos, acaso superado solo por los "whiskers".

Whiskers o Triquitas

Con el nombre de "whiskers" se designan pequeños monocristales de diversos tipos, obtenidos por condensación de vapores metálicos, óxidos o carburos de poca densidad, alto punto de fusión y elevado módulo elástico: boro, grafito, alúmina, carburos de boro o silicio, ¡incluso acero!. Debido a su forma se han propuesto diversas traducciones, siendo la más aceptada la de triquitas.

Sus diámetros oscilan entre 0,5 a 3 micras (CSi) y 0,5 a 2 micras (14/203), sus longitudes alcanzan unos pocos milímetros.

Procesos de fabricación de materiales compuestos con matriz polimérica

A continuación, se enumeran cuatro procesos de fabricación de materiales compuestos con matriz polimérica:

Centrifugación

Se obtienen piezas huecas, cilíndricas o troncocónicas. El refuerzo es la fibra cortada, pero para piezas pequeñas tejidos o mats. Son introducidas en un molde giratorio que se impregna por la acción de la fuerza centrífuga.

SCRIMP

El proceso SCRIMP (Seeman Composites Resin Infusion Molding) es un proceso de transferencia de resina similar al RTM. Aunque utiliza fibra en seco y resina transferida, se diferencia también en que la fibra está cubierta por una tela de acabado "peelply" que requiere de vacío para compactar la resina y la fibra. Este tele-de-acabado es la última capa antes de la bolsa de vacío, consiste en un film que evita la formación de arrugas y deja un buen acabado superficial. Otra característica de esta técnica es que tiene un menor coste debido a que no utiliza un sistema de cierre de molde, lo que permite fabricar componentes de grandes dimensiones.

Aplicación por Proyección

En esta técnica se proyectan simultáneamente sobre el molde fibras cortadas (25-75µm) con flujo de resina y catalizador. El equipo para la proyección consta de un sistema para cortar el "roving" y de una pistola de aire comprimido para proyectar la resina y las fibras cortadas.

Se utiliza para productos que no requieren alta rigidez. Generalmente se trabaja con resina de poliéster y fibra de vidrio lo que implica un bajo coste.

Enrollamiento de filamentos (filament winding)

El enrollamiento continuo es un proceso en el que los refuerzos continuos (rovings, monofilamentos impregnados o bandas) son enrollados a grandes velocidades y de forma muy precisa sobre un mandril que rota entorno a su eje de giro.

Permite reforzar la parte en las zonas de máxima tensión y utilizar distintas configuraciones como las circulares y helicoidales. El mandril se construye de materiales solubles o fundibles o son plegables para facilitar el desmoldeo.

Ejemplos de productos laminares o laminados

Recubrimientos superficiales muy delgados, superficies protectoras más gruesas, revestimientos, elementos bimetálicos, laminados y variados.

Muchos compuestos laminares son diseñados para mejorar la resistencia a la corrosión a un costo bajo, manteniendo una alta resistencia mecánica o un peso pequeño. Otras aplicaciones son una superior resistencia al desgaste o abrasión, una mejor apariencia y obtención de características poco corrientes de expansión térmica.

Aplicación de los bimetales

Los bimetales, es decir, los laminares adhesivos combinan características poco comunes, incluyendo ligereza, resistencia a la llama, al impacto, a la corrosión, una fácil conformabilidad y maquinabilidad y características de aislamiento, por ello se utilizan para fabricar interruptores de circuitos y termostatos.

¿Qué es el clinker? ¿De dónde se obtiene?

El proceso se realiza introduciendo el crudo (mezcla) en un horno rotatorio a una temperatura de 1450 °C obteniéndose un compuesto, que se sinteriza parcialmente y al enfriarse se obtiene el clinker. El clinker se muele para formar un polvo muy fino que se combina con un retardante, formado por un 2 a 3% de yeso que retarda la reacción de reposo del cemento lo suficiente para permitirle cumplir con las exigencias comerciales.

Definición de concreto y tipos de agregados

Ya se ha definido el hormigón (concreto) como un material compuesto formado por una mezcla de agua, cemento, arena y grava, que son los tipos agregados que lleva.

El cemento se hidrata para unirse con los demás constituyentes. Las propiedades finales del concreto dependen mucho de la calidad de sus componentes individuales. Por lo tanto, el cemento, los agregados y el agua deben cumplir las normas o requerimientos apropiados para la aplicación particular del concreto para que sean capaces de obtener las propiedades necesarias.