Les propietats físiques dels materials compostos estan dominades per les fibres. Això significa que quan es combinen resina i fibres, les seves propietats són molt similars a les de les fibres individuals. Les dades de les proves mostren que els materials reforçats amb fibra són els components que suporten la major part de la càrrega. Per tant, la selecció del teixit és fonamental a l'hora de dissenyar estructures compostes.
Comenceu el procés determinant el tipus de reforç necessari al vostre projecte. Els fabricants típics poden triar entre tres materials de reforç comuns: fibra de vidre, fibra de carboni i Kevlar® (fibra d'aramida). Les fibres de vidre solen ser l'opció d'ús general, mentre que les fibres de carboni ofereixen una alta rigidesa i el Kevlar® una alta resistència a l'abrasió. Tingueu en compte que els tipus de teixit es poden combinar en laminats per formar piles híbrides amb els avantatges de més d'un material.
Un cop hàgiu decidit una col·lecció de teixits, trieu un gruix i un estil de teixit que s'adapti a les necessitats de la vostra feina. Com més lleugera sigui la unça de teixit, més fàcil serà de drapejar sobre superfícies molt contornejades. El lleuger també utilitza menys resina, de manera que el laminat en general encara és més lleuger. A mesura que els teixits es tornen més pesats, es tornen menys flexibles. El pes mitjà conserva prou flexibilitat per cobrir la majoria dels contorns i contribueix significativament a la resistència de la peça. Són molt econòmics i produeixen components resistents i lleugers per a aplicacions d'automoció, marina i industrial. Els fils trenats són reforços relativament pesants que s'utilitzen habitualment en la construcció naval i la fabricació de motlles.
La manera com es teixeix un teixit es considera el seu patró o estil. Trieu entre tres estils de teixit comuns: llis, setí i sarja. Els estils de teixit llis són els més econòmics i relativament menys flexibles, però es mantenen bé units quan es tallen. L'encreuament freqüent de fils amunt/avall redueix la resistència del teixit llis, tot i que encara són suficients per a totes les aplicacions excepte les de més alt rendiment.
El teixit de setí i de sarja és més suau i resistent que el teixit pla. En el teixit de setí, un fil de trama sura sobre tres a set fils d'ordit i després es cus sota un altre. En aquest tipus de teixit solt, el fil és més llarg, mantenint la resistència teòrica de la fibra. Un teixit de sarja ofereix un compromís entre els estils de setí i els llisos, amb l'efecte d'embelliment d'espiga, sovint desitjable.
Consell tècnic: Per afegir flexibilitat a la tela, talleu-la del rotlle en un angle de 45 graus. Quan es talla d'aquesta manera, fins i tot les teles més rugoses s'adapten millor a la silueta.
Reforç de fibra de vidre
La fibra de vidre és la base de la indústria dels materials compostos. S'ha utilitzat en moltes aplicacions de materials compostos des de la dècada del 1950 i les seves propietats físiques són ben conegudes. La fibra de vidre és lleugera, té una resistència a la tracció i a la compressió moderada, pot suportar danys i càrregues cícliques, i és fàcil de manipular.
La fibra de vidre és el material compost més utilitzat de tots els materials compostos disponibles. Això es deu principalment al seu cost relativament baix i a les seves propietats físiques moderades. La fibra de vidre és ideal per a projectes quotidians i peces que no requereixen tanta fibra, cosa que li dóna més resistència i durabilitat.
Per maximitzar les propietats de resistència de la fibra de vidre, es pot utilitzar amb epoxi i es pot curar mitjançant tècniques de laminació estàndard. És ideal per a aplicacions en les indústries de l'automoció, la marina, la construcció, la química i l'aviació, i sovint s'utilitza en articles esportius.
Reforç de Kevlar®
El Kevlar® va ser una de les primeres fibres sintètiques d'alta resistència a ser acceptada a la indústria dels plàstics reforçats amb fibra (FRP). El Kevlar® de grau compost és lleuger, té una excel·lent resistència a la tracció específica i es considera altament resistent a l'impacte i a l'abrasió. Les aplicacions habituals inclouen cascos lleugers com ara caiacs i canoes, panells de fuselatge d'avions i recipients a pressió, guants resistents a talls, armilles antibales i més. El Kevlar® s'utilitza amb resines epoxi o èster de vinil.
Reforç de fibra de carboni
La fibra de carboni conté més del 90% de carboni i té la resistència a la tracció final més alta de la indústria del FRP. De fet, també té la resistència a la compressió i a la flexió més alta de la indústria. Després del processament, aquestes fibres es combinen per formar reforços de fibra de carboni com ara teixits, estopes i més. El reforç de fibra de carboni proporciona una alta resistència i rigidesa específiques, i generalment és més car que altres reforços de fibra.
Per maximitzar les propietats de resistència de la fibra de carboni, s'ha d'utilitzar amb epoxi i es pot curar mitjançant tècniques de laminació estàndard. És ideal per a aplicacions en automoció, marina i aeroespacial, i sovint s'utilitza en articles esportius.
Data de publicació: 19 de juliol de 2022
