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MATERIALES COMPUESTO

usos y aplicaciones

definición técnica

procesos de manufactura aplicables a los mismos

Las aplicaciones actuales exigen materiales de baja densidad y buenas propiedades mecánicas (elevada rigidez y resistencia). Esta combinación de propiedades no se puede conseguir con los materiales convencionales: metales, polímeros y cerámicos. El desarrollo de los composites ha permitido la mejora de las propiedades de los materiales.

Ventajas que presentan los materiales compuestos

- Alta resistencia específica (resistencia/densidad) y rigidez específica (rigidez/densidad)

- Posibilidad de adaptar el material el esfuerzo requerido gracias a la anisotropía

Perfiles

Tubos

Techo de tractor (PP y fibra de vidrio)​​​​​​

Frente de camión (Resina poliéster y fibra de vidrio)

Postes de tendido eléctrico (Resina poliéster y fibra de vidrio)​​​​​​

Bote de fibra poliéster y fibra de vidrio

Avión espía no tripulado (Resina epoxi y fibra de carbono)

aquellos materiales que se forman por la unión de dos o más materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.1​ Los materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes características:

Están formados por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.

Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase.

Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).

No pertenecen a los materiales compuestos los materiales polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambia la composición de las fases presentes.

1_Considerar dónde está el valor añadido del nuevo producto: resistencia mecánica, química, peso, precio, diseño, etc. Es fundamental definir el valor añadido del nuevo producto antes de abordar la siguiente etapa.

2_Diseño conceptual: conociendo las propiedades de las diferentes materias primas disponibles y las formas que pueden lograrse con los procesos de transformación existentes, deberá realizarse un diseño conceptual basado en la posibilidad de fabricación del mismo.

3_Diseño de detalle: es el momento de considerar todas las especificaciones del producto y llegar a un diseño concreto, con tamaños y espesores determinados y con componentes perfectamente identificados.

4_Desarrollo de útiles de fabricación: en función del proceso de transformación seleccionado será necesario diseñar unos útiles concretos. En ciertos casos también es posible reproducir numéricamente el proceso de transformación, por ejemplo simulando cómo la resina va a fluir por la cavidad del molde impregnando el refuerzo, lo que permite el diseño óptimo de este último (figura 2).

5_Validación: la última etapa consiste en la validación de las primeras piezas obtenidas, asegurando el cumplimiento de las especificaciones para las que fueron diseñadas.