Las propiedades físicas de los materiales compuestos están determinadas principalmente por las fibras. Esto significa que, al combinar resina y fibras, sus propiedades son muy similares a las de las fibras individuales. Los datos de las pruebas demuestran que los materiales reforzados con fibras son los componentes que soportan la mayor parte de la carga. Por lo tanto, la selección del tejido es fundamental al diseñar estructuras compuestas.
Comience el proceso determinando el tipo de refuerzo necesario para su proyecto. Los fabricantes suelen ofrecer tres materiales de refuerzo comunes: fibra de vidrio, fibra de carbono y Kevlar® (fibra de aramida). La fibra de vidrio suele ser la opción más general, mientras que la fibra de carbono ofrece alta rigidez y el Kevlar® alta resistencia a la abrasión. Tenga en cuenta que los distintos tipos de tejido pueden combinarse en laminados para formar estructuras híbridas que aprovechan las ventajas de más de un material.
Una vez que haya elegido una colección de telas, seleccione un gramaje y un tipo de tejido que se adapten a las necesidades de su proyecto. Cuanto más ligera sea la tela, más fácil será adaptarla a superficies con muchos contornos. Las telas ligeras también requieren menos resina, por lo que el laminado final es aún más ligero. A medida que las telas se vuelven más pesadas, pierden flexibilidad. Las telas de gramaje medio conservan la flexibilidad suficiente para cubrir la mayoría de los contornos y contribuyen significativamente a la resistencia de la pieza. Son muy económicas y permiten obtener componentes resistentes y ligeros para aplicaciones automotrices, navales e industriales. Las mechas trenzadas son refuerzos relativamente pesados que se utilizan comúnmente en la construcción naval y la fabricación de moldes.
La forma en que se teje una tela se considera su patrón o estilo. Se puede elegir entre tres estilos de tejido comunes: tafetán, satén y sarga. Los tejidos tafetán son los más económicos y relativamente menos flexibles, pero mantienen bien su forma al cortarse. El frecuente cruce vertical de los hilos reduce la resistencia del tejido tafetán, aunque sigue siendo suficiente para la mayoría de las aplicaciones, excepto las de mayor exigencia.
El satén y la sarga son tejidos más suaves y resistentes que el tafetán. En el satén, un hilo de trama flota sobre tres a siete hilos de urdimbre y luego se cose bajo otro. En este tipo de tejido suelto, el hilo es más largo, manteniendo la resistencia teórica de la fibra. La sarga ofrece un punto intermedio entre el satén y el tafetán, con el a menudo deseable efecto decorativo de espiga.
Consejo técnico: Para que la tela sea más flexible, córtala del rollo en un ángulo de 45 grados. De esta forma, incluso las telas más ásperas se adaptan mejor a la silueta.
Refuerzo de fibra de vidrio
La fibra de vidrio es la base de la industria de los materiales compuestos. Se utiliza en numerosas aplicaciones desde la década de 1950 y sus propiedades físicas son bien conocidas. La fibra de vidrio es ligera, posee una resistencia a la tracción y a la compresión moderada, soporta daños y cargas cíclicas, y es fácil de manipular.
La fibra de vidrio es el material compuesto más utilizado. Esto se debe principalmente a su bajo costo y a sus propiedades físicas moderadas. La fibra de vidrio es ideal para proyectos cotidianos y piezas que no requieren tanta resistencia y durabilidad.
Para maximizar las propiedades de resistencia de la fibra de vidrio, se puede utilizar con epoxi y curarla mediante técnicas de laminación estándar. Es ideal para aplicaciones en las industrias automotriz, naval, de la construcción, química y aeronáutica, y se utiliza con frecuencia en artículos deportivos.
Refuerzo de Kevlar®
Kevlar® fue una de las primeras fibras sintéticas de alta resistencia en ser aceptada en la industria de los plásticos reforzados con fibra (PRF). El Kevlar® de grado compuesto es ligero, posee una excelente resistencia a la tracción específica y se considera altamente resistente al impacto y a la abrasión. Sus aplicaciones comunes incluyen cascos ligeros como kayaks y canoas, paneles de fuselaje de aeronaves y recipientes a presión, guantes resistentes a cortes, chalecos antibalas y más. Kevlar® se utiliza con resinas epoxi o de viniléster.
Refuerzo de fibra de carbono
La fibra de carbono contiene más del 90 % de carbono y posee la mayor resistencia a la tracción en la industria de los FRP. De hecho, también presenta la mayor resistencia a la compresión y a la flexión del sector. Tras su procesamiento, estas fibras se combinan para formar refuerzos de fibra de carbono, como tejidos, mechas y otros. El refuerzo de fibra de carbono proporciona una elevada resistencia y rigidez específicas, y suele ser más caro que otros refuerzos de fibra.
Para maximizar las propiedades de resistencia de la fibra de carbono, se recomienda utilizarla con epoxi y se puede curar mediante técnicas de laminación estándar. Es ideal para aplicaciones en la industria automotriz, naval y aeroespacial, y se utiliza con frecuencia en artículos deportivos.
Fecha de publicación: 19 de julio de 2022
