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Process of composite manufacturing in mechanical engineering.
Typology: Summaries
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Mateo Escobar Restrepo
Santiago Marín Gutierrez
Carlos David Ceballos Sarmiento
Nicolas Rios Orozco
Juan Esteban Ceballos Borrero
Introducción a la manufactura de materiales compuestos
Preinforme práctica 1: Laminación manual
Universidad Nacional de Colombia
Sede Medellín
Parte 1
1. ¿Cuáles son los principales tipos de materiales compuestos?
Según las diapositivas del capítulo 1 hay una clasificación general en función del material de la matriz, así se pueden diferenciar en matriz metálica, cerámica y polimérica. Así se forman los siguientes acrónimos: MMC (Metal Matrix Composites), CMC (Ceramic Matrix Composites) y PMC (Polymer Matrix Composites). Lo anterior posibilita conformar diferentes materiales compuestos, dando paso a una matriz y diferentes refuerzos compatibles.
A diferencia, Wamberg en su libro Composite Materials presenta otra clasificación basada en el material de refuerzo, pues el acrónimo base es FRP (Fiber Reinforced Plastic) y se especifica si se trata de fibra de vidrio, carbono o aramida. Por lo tanto, es posible encontrar GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic), CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) y AFRP (Aramid Fiber Reinforced Plastic).
Siendo así, se puede clasificar un material compuesto según la composición de sus fases (matriz y refuerzo), y su nomenclatura varía según el autor.
2. ¿Qué es un GFRP?
GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic): Es un compuesto conformado por una matriz polimérica comúnmente poliéster, viniléster o epoxi y un refuerzo conformado por fibras de vidrio, que dependiendo de su tejido ofrece diferentes propiedades mecánicas con el fin de identificar las 2 fases que caracterizan un material compuesto (fase reforzante y fase que une).
3. ¿Cuáles son las dos principales materias primas de un GFRP?
Un GFRP tiene dos fases para generar el compuesto, la matriz, que en este caso es polimérica, y la fase de refuerzo, siendo la fibra de vidrio. Además, Wamberg especifica que la fibra de vidrio usada en el GFRP es el refuerzo más común en materiales compuestos debido a su bajo costo y accesibilidad.
Este tipo de refuerzo tiene varios tipos, pero los dos más comunes son el E-glass y S-glass, el primero se caracteriza por ser económico y tener un uso en aplicaciones generales. A diferencia, el S-glass es 25% más fuerte que el E-glass por lo que es idóneo para usarlo en industria aeroespacial, ingeniería y vehículos de carreras.
Por otro lado, la matriz polimérica varía entre tres grupos comunes, resina epoxi, poliéster y vinilester. Cada una varía en costos, propiedades mecánicas, propiedades térmicas, y tiempo de curado. A partir de esto, la resina poliéster se usa en piezas de bajo desempeño y uso general. La epoxi es generalmente usada en aplicaciones de alto desempeño y de seguridad crítica. Y por último, la vinilester está hecha para propósitos especiales con un buen desempeño, pero sin ser objetivo en usos críticos.
4. ¿Qué es la fracción volumétrica de fibra en un GFRP?
Tiempo total: 2 minutos.
Tiempo total: 2 minutos.
Tiempo total: 2 minutos.
Tiempo total: 2 capas*4 minutos = 8 minutos.
Tiempo total: 24 horas.
Tiempo total: 8 minutos.
Según los pasos descritos anteriormente, el tiempo total del proceso es de 25 horas aproximadamente, donde 24 de ellas corresponden a la espera del curado y 57 minutos de trabajo.
Referencias
● Wamberg,J.Composites Materials. Fabrication Handbook #1. Wolfgang. ● Wamberg,J.Composites Materials. Fabrication Handbook #2. Wolfgang. ● Cera Croa Wax.(2026).Croa. https://www.croasas.com/cera-desmoldante/ ● Cera desmoldante. Industrias MACAR S.A .S. https://industriasmacar.com/producto/cera-desmoldante/?attachment_id= 4&download_file=6d084v0lk2nnd ● Meza Meza, J. (2026). Introducción a la Manufactura de Compuestos. Cap 1.pptx.
