Materiales de refuerzo

Los distintos materiales de refuerzo también determinan las propiedades posteriores de los perfiles y rejillas.

Fibra de vidrio

Fibra textil es el término colectivo que designa las fibras finas hiladas a partir de vidrio fundido con una sección transversal aproximadamente redonda. El vidrio textil se fabrica con vidrio E de alta calidad y, para aplicaciones especiales, también con vidrio R y vidrio C. Los valores relativamente altos de resistencia y módulo elástico son consecuencia de los fuertes enlaces entre el silicio y el oxígeno en una red espacial. Debido a su estructura amorfa, las fibras de vidrio son isótropas, a diferencia de las fibras de carbono o aramida.

Tras la producción, se aplica un apresto a la fibra de vidrio recién formada. Esto une los filamentos, protege la superficie y proporciona un agente de unión para la matriz.

 

Fibra de carbono

Las fibras de carbono o C están compuestas por más de un 90% de carbono puro y tienen un diámetro de 5 a 10 micrómetros.
Como materias primas suelen utilizarse PAN (fibras de poliacrilonitrilo), brea o celulosa.

 

Propiedades especiales

  • Alta resistencia hasta aprox. 2.500°C
  • Muy anisótropo
  • dilatación térmica negativa en la dirección de la fibra
  • conductor térmico y eléctrico
  • Buena compatibilidad corporal
  • sensible a la flexión y a la presión
  • Muy resistente a la corrosión
  • muy caro

Tras la producción, las fibras C reciben un tratamiento superficial. En este proceso, la superficie se oxida para producir el mayor número posible de óxidos superficiales que puedan formar enlaces químicos con el sistema matriz. La superficie de las fibras recibe el acabado de fibra inmediatamente después del pretratamiento. Se trata de una sustancia destinada inicialmente a evitar la acumulación de agua en la superficie activa y que contiene los grupos funcionales para unirse al sistema matriz.

 

Fibra de aramida

Las fibras de aramida (Kevlar) son polímeros orgánicos lineales de gran resistencia y rigidez. Al igual que la fibra C, la fibra de aramida tiene un coeficiente negativo de expansión térmica debido a su alta orientación molecular (efecto entropía).

 

Propiedades especiales

  • la fibra de refuerzo más ligera
  • Muy sensible a la presión
  • fuertemente anisótropo
  • fuerte absorción de la humedad
  • Sensibilidad UV
  • escasa adherencia a la matriz
  • mecanizado deficiente
  • muy caro

La superficie de la fibra de aramida es químicamente inerte y muy lisa. Así pues, la adhesión química o mecánica a la matriz queda descartada en gran medida. En este caso, el revestimiento aplicado sólo tiene una función protectora.

 

Otras fibras:

Fibra de celulosa

La fibra de celulosa pertenece al grupo de las fibras orgánicas de refuerzo. Suele consistir en pasta al sulfito de madera de haya o celulosa de algodón puro.

En los inicios de la tecnología de los compuestos de fibra, esta fibra se utilizaba para reforzar las resinas fenólicas. Aún hoy puede encontrarse en productos de papel duro fenólico.

 

 

Pan-fibra

La fibra de poliacrilonitrilo pertenece al grupo de las fibras orgánicas sintéticas de refuerzo.
La fibra PAN es una fibra de alta resistencia con una sección transversal en forma de riñón. Se utiliza principalmente como material de sustitución en productos de cemento de amianto y en forros de frenos.

 

Fibra de polietileno

La fibra de polietileno pertenece al grupo de las fibras sintéticas orgánicas de refuerzo.

La fibra de PE consiste en PE UHMW altamente estirado. Su punto de fusión es de unos 150°C y tiende a la fluencia. Sin embargo, tiene una gran capacidad de absorción de la energía de impacto y se utiliza preferentemente como material híbrido (en combinación con otras fibras de refuerzo).

 

Fibra cerámica

La fibra cerámica pertenece al grupo de las fibras sintéticas inorgánicas de refuerzo.
La fibra cerámica se utiliza para reforzar materiales metálicos.

 

 

Fibra de madera

La fibra de madera pertenece al grupo de fibras de refuerzo naturalmente orgánicas.

Las harinas de madera utilizadas para reforzar los compuestos de moldeo de formaldehído fenólico y formaldehído melamínico suelen ser fibras de madera finamente picadas de madera de abeto o haya.

 

Fibras de poliéter (PET)

Las fibras de poliéster pertenecen al grupo de las fibras sintéticas orgánicas de refuerzo.
Se utilizan principalmente para textiles. La resistencia a la tracción es aproximadamente la misma que la de las fibras de poliamida, pero supera la resistencia al impacto de la mayoría de las fibras sintéticas. Cuando se procesa en combinación con fibras de vidrio, mejora la resistencia al impacto de los materiales compuestos.

 

 

Fibra de amianto

La fibra de amianto pertenece al grupo de las fibras naturales inorgánicas de refuerzo.

El amianto es la fibra inorgánica más antigua y procede de depósitos minerales naturales (silicatos hidratados de Mg y Na). Hoy en día ya no se utilizan y se sustituyen por motivos bien conocidos.

 

Fibra metálica

Las fibras metálicas pertenecen al grupo de las fibras sintéticas inorgánicas de refuerzo.
Las fibras metálicas pueden ser de acero, latón, bronce, cobre, aluminio, plata, oro y platino.
Las fibras metálicas se utilizan para reforzar materiales metálicos.

 

 

Fibra de sisal

La fibra de sisal pertenece al grupo de las fibras de refuerzo naturalmente orgánicas.

Sin embargo, a pesar de su menor precio, no logró imponerse frente a la fibra óptica.

Sólo cuando se buscó un material que sustituyera al amianto en la fabricación de pastillas de freno, el sisal volvió a estar de actualidad.

 

Fibra de poliamida

La fibra de poliamida pertenece al grupo de las fibras sintéticas orgánicas de refuerzo.

Las fibras de poliamida técnicamente más importantes se basan en PA 66 y PA 6. En el composite, mejoran principalmente la elasticidad y la resistencia a la tracción.

 

 

Fibra de boro

La fibra de boro pertenece al grupo de las fibras sintéticas inorgánicas de refuerzo.

La fibra de boro se produce mediante el proceso de encerado. El tungsteno sirve de sustrato. Se calienta eléctricamente un fino hilo de tungsteno y el boro se separa de la fase gaseosa.

Las fibras de boro se utilizan para reforzar materiales metálicos.

 

Bigote

Whisker pertenece al grupo de materiales de refuerzo inorgánicos sintéticos.
Los bigotes son fibras inorgánicas monocristalinas producidas sintéticamente. Si esta fibra se puede orientar con una masa fundida, se obtiene un material compuesto de enorme resistencia.