Saco Elastico Reporte

7/24/2019 Saco Elastico Reporte

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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA YELCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL TICOMN

INGENIERA EN AERONUTICA

Materiales Compestos

Sa!o El"sti!o

#A$%

Estra&a Go'("le( Eri!

Estra&a Sa'&o)al E&ar&o

Ma!*orro Ma!+as Ser,io

$"s-e( .atista Fer'a'&o

M/0i!o D1F12 34 &e o!t5re &e %346


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Materiales !ompestos

Definicin

Se entiende por materiales compuestos aquellos formados por dos o ms

materiales distintos sin que se produzca reaccin qumica entre ellos.En todo material compuesto se distinguen dos componentes:

la MATR!" componente que se presenta en fase continua" actuando comoligante

el RE#$ER!%" en fase discontinua" que es el elemento resistente.

E&emplos sencillos ' conocidos por todos de materiales compuestos son el(ormign ' los neumticos. Aqu" sin em)argo" nos centraremos en el estudio delos llamados MATERA*ES +%M,$EST%S A-A!AD%S" que son los que seutilizan para la fa)ricacin de elementos estructurales.

+lasificacin

$na primera clasificacin es la que analiza el tipo de matriz" distingui/ndose lossiguientes tipos:

materiales compuestos de matriz MET0*+A o MM+ 1META* MATR2+%M,%STES3"

materiales compuestos de matriz +ER0M+A o +M+ 1+ERAM+ MATR2+%M,%STES3"

materiales compuestos de matriz de +AR4% materiales compuestos de matriz %R50+A o R, 1RE#%R+ED

,*AST+S3 ' dentro de estos" son los ms utilizados: los +#R, 1+A4% #4ER RE#%R+ED ,*AST+S3 o materiales

compuestos de fi)ra de car)ono con matriz orgnica" los 5#R, 15*ASS #4ER RE#%R+ED ,*AST+S3 o materiales

compuestos de fi)ra de 6idrio con matriz orgnica.

En lo que a los refuerzos se refiere" los (a' de dos tipos:

#4RAS" elementos en forma de (ilo en las que la relacin *7D 8 9"

+AR5AS" el resto" utilizadas en elementos de poca responsa)ilidadestructural.

Tal ' como se (an resaltado" los materiales compuestos ms utilizados son los dematriz orgnica ' refuerzos en forma de fi)ras. En los siguientes apartados seanalizan con ms detalle am)os tipos de componentes.


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Alta resistencia ' )a&o peso impulsa a los materiales compuestos en nue6osescenarios.

%frecen una )uena amortiguacin de 6i)racin ' )a&o coeficiente de e;pansint/rmica.

Son resistentes a la fatiga ' proporcionan fle;i)ilidad de dise ?ull" los materiales compuestos" se fa)rican en procesos en moldea)ierto ' en procesos de molde cerrado.

,or molde a)ierto se tiene:

M/todo de contacto manual 1?and la'@up3 ,ro'eccin Saco de 6aco ' presin autocla6e Arro'amiento de filamentos Moldeo de centrifugacin

,or molde cerrado se tiene:

Moldeo por compresin en caliente Moldeo por in'eccin ,ultrusin Moldeo por prensado en frio n'eccin de resina Moldeo por in'eccin con relacin forzada

Sa!o el"sti!o o R$.

Es uno de los m/todos de fa)ricacin de materiales compuestos de moldeocerrado" con el o)&eto de poder adaptarlo con6enientemente a las necesidades

particulares de alguna aplicacin en especfico.

Se produce a la medida para enca&ar en el molde correspondiente" =nicamentecompensada por el espesor de los componentes.

*os sacos R-4 requieren poco o ning=n mantenimiento durante su 6ida deproduccin o de re@aplicacin.


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$e'ta8as 9 &es)e'ta8as &el sa!o el"sti!o

$tiliza)le no solo para procesos de molde a)ierto. Ma'or control de grosor Me&or aca)ado superficial en comparacin con la )olsa.

+on mesa es possi)le la automatizacion ,ermite el moldeo de piezas mas complicadas. El saco elstico es reutiliza)le. A)arato de costos +uidado am)iental

-enta&as del proceso en n=meros

Su fa)ricacion es de cuatro (oras +osto de produccin efecti6a despu/s de ciclos 6s. )olsas consumi)les. Reutiliza)le para cientos de piezas con resinas a )ase de poli/sterB (asta

C 6eces con epo;i ' 9 6eces al utilizar termoplstico pre@preg. Reducir el Tra)a&o @ 4olsa de silicona se resta)lece en cuestin de minutos. Auto@Releasing @ no (a' agentes de li)eracin requeridas. A&uste perfecto incluso para formas comple&as ' soca6ados. Alta temperatura de ser6icio @ (asta F # 7 G F +. deal para Het *a'@$p" nfusin" ,re@,reg 1dentro o fuera de autocla6e3" '

De@granel

Pro!eso

El proceso de moldeo con saco elstico consiste en la aplicacin de una presinuniforme al laminado antes del proceso de curado" con el o)&eti6o de me&orar laconsolidacin de la fi)ra ' la remocin del e;ceso de resina" aire ' 6oltiles de lamatriz. Esta presin se aplica con la a'uda de un diafragma fle;i)le o un saco.

Este proceso es de reciente aplicacin por lo que (a 6enido desarrollndose en los=ltimos a


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Proceso de bolsa de vaco

9. Se prepara el molde.

G. Se coloca una pelcula desmoldante.

I. Se colocan los cortes de material pre@impregnado o las diferentes capas de fi)ra' se impregnan al mismo tiempo.

. Se coloca una pelcula a)sor)ente para control del estado superficial.1El sacoelstico es reutiliza)le ' de un material que permite me&or aca)ado superficial porlo que no es necesaria la pelcula a)sor)ente3

C. Se coloca una pelcula desmoldante perforada.1Tampoco se emplea en el sacoelstico3

. Se coloca una capa de material a)sor)ente que acumule el e;ceso de resina.

J. Se coloca un fieltro que por un lado distri)u'e la presin so)re el compuesto '

por otro a'uda a e6acuar el aire ' gases que se desprenden durante lapolimerizacin.

. Se coloca el saco elstico 1preformado" de mesaK3.

Fig. 1 Proceso bolsa de vacio

Con el proceso de bolsa de vaco se puede ver que se requieren etapas del

proceso que el saco elstico no las requiere, convirtiendo a este en un proceso de

mayor eficiencia en tiempo de proceso y con el uso de un molde reutiliable que

reduce el costo de produccin.


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ncon6enientes del moldeo con )olsa plstica

Menor detalle superficial

?uecos en las esquinas

Solo =til en moldeo a)ierto

,oco control de espesor

Fig. ! "uecos formados en las esquinas

Se tiene un menor aca)ado superficial por la formacin de arrugas en la )olsaplstica

Fig. # $rrugas formadas en la bolsa plastica


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%na ve visto el proceso utiliado en la bolsa de vaco &ay que destacar las

diferencias con el proceso del saco elstico. El saco elstico esta &ec&o de

material que es reutiliable, no se ad&iere a la superficie del compuesto por lo que

no es necesario aplicar las mismas capas que en el proceso de bolsa de vaco.

'as capas o pelculas desmoldantes no son utiliadas en el proceso de saco

elstico al igual que los te(idos respiradores y absorbentes. Por las cualidades delmaterial del saco elstico permite que este sea reutiliable y trae como

consecuencia que el proceso sea ms econmico que la bolsa de vaco, el

material del saco permite me(or acabado superficial y el proceso adems es mas

rpido que bolsa de vaco.

El proceso de saco elstico se puede lle6ar a ca)o de dos formas diferentes quese muestran en las siguientes figuras:

Fig. ) *aco elstico a presion


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Se aplica aire comprimido al interior del saco elstico" o)ligando al material aad(erirse a la superficie de este ' tomar la forma del mismo.

Fig. + *aco elstico al vacioEs el mismo proceso pero en este caso se genera un 6aco ' el material esad(erido a la superficie del saco por los efectos de este 6aco.

Fig. *aco elstico utiliado para la fabricacin de un ducto de admisin paraaviacin en un proceso de molde cerrado

Pre!io


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El costo de materia prima para el R-4 por mG en el me&or de los casos es de sloJ L ' se puede fa)ricar ' queda listo para su uso en produccin repetida dentrode G (oras.

Fa5ri!a!i:' &e los sa!os

En los primeros das de fa)ricacin de las )olsas R-4 muc(os trataron de aplicarcapas de la silicona a mano utilizando un pincel ' esptula. ,ero era un procesolento ' sufran picaduras de superficie.

Actualmente se usa un m/todo ms profesional e industrialB las mquinaspul6erizadoras de silicona se (an con6ertido en la norma.

Se (acen con cauc(os sint/ticos o naturales.

*as ms pre6alentes" sint/ticos" inclu'en una amplia gama de siliconas" perootros materiales elastom/ricos se (an utilizado en las mem)ranas de 6aco"inclu'endo formas de:

poliuretano copolmero de etileno ,ropileno ,olisulfuro Etc

Apli!a!i:'

*os componentes tpicos fa)ricados con )olsas de 6aco -acforms inclu'en

componentes de aerona6es" #rmula 9 de empresas de prestigio como Air)us"5N Aerospace" Mclaren #9.

Su uso en la industria aeroespacial ' automotriz 6a en aumento.


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Fig. - /0 para la fabricacin de un bote. Es visible la forma de la bolsa

coincidente con el molde2

Fig. 3 Prensa de banco con membrana de cauc&o de silicona

Fig. 4 0olsa elstica de vaco de cauc&o de silicona. %tiliado en la produccin de

las palas del rotor de &elicpteros

Co'!lsi:'


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El proceso de fa)ricacin de materiales compuestos por saco elstico es unproceso de fa)ricacin desarrollado recientemente para la fa)ricacin de piezasde alta calidad en la industria automotriz ' aeroespacial. El proceso tiene di6ersas6enta&as en comparacin de procesos similares como el de )olsa de 6aco. *afa)ricacin del saco (ec(o de cauc(o nos permite que este tenga la cualidad de

que no se ad(iera al material compuesto por lo que no es necesario la aplicacinde capas desmoldantes ' lo que con6ierte al saco de cauc(o en un sacoreutiliza)le en los procesos. Estas son 6enta&as que se refle&an en los tiempos deproduccin ' finalmente en los costos de produccin. *a industria cada 6ezrequiere ms de me&ores materiales ' los materiales compuestos cu)ren lasnecesidades que muc(os materiales que se tenan no lo (acan por ello esnecesario empezar a conocer los di6ersos tipos de materiales compuestos ' losprocesos de fa)ricacin de los mismos que (an e6olucionado ' lo seguirn(aciendo en el futuro.

Re7ere'!ias

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