evolucion de los materiales compuestos avanzados y su impacto en la aviacion

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Presentado por:Juan Camilo Diaz BetancourtIngeniero Aeronáutico

www.quadcarbon.com.co

• Definición• Historia

– Materiales compuestos antiguos– II Guerra Mundial– Nuevos mercados.– Carrera espacial– Crisis del petróleo y la ACEE

• Estado actual– Aviación General– Aviación Transporte

• Tendencias y proyecciones• Conclusiones

¿Qué son los materiales compuestos?

• Es la unión heterogénea de dos o masmateriales, con el fin de crear un materialuniforme superior y único.

Ladrillo hecho de arcilla, barro ypaja.

(1500-1212 A.C.)

Los mongoles fabricaron arcos encombinación de madera, hueso,tendones y pegamento animal.

(300 y 400 D.C.)

• Hormigón armado, Consiste de una malla de acero dentro de una matriz de concreto

•Tipo Sándwich

•Tipo Laminado

•Tipo Matriz / Refuerzo

TIPOS DE MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS

• La empresa Owens-Corning por accidente descubrió el filamento continuo de vidrio, el cual después fue hilado en forma de tela.

INICIO LA ERA DE LAS FIBRAS AVANZADAS DE REFUERZO

• Primera aeronave en utilizar fibra de vidrio

A- 20 • Nacelas• Radome

Inicios IIGM 1940

PT - 19

• Primera aeronave en usar la fibra a nivel primario (wing box)

Mediados IIGM1942

• Aeronaves de entrenamientocon el conjunto alar en fibra devidrio

BT - 15

AT - 6

Finales de la IIGM 1945

Posguerra 1946 - 1953

NUEVOS MERCADOS

Carrera espacial1950 - 1960

POSEIDON C-3 MISSILE

• En 1960 se patenta la fibra de carbono comorespuesta a las necesidades militares de materialesmas resistente y livianos

Alouette II. (1963)

EA – 6 (1963) 1%

F – 111 (1968) 2%

• La compañía DuPont registra la marca Kevlar®consistía en una fibra de Aramida, creadainicialmente como extra protección de lasllantas

(1970)

Crisis del petróleo (1973 – 1979)

• El embargo a USA y a laUnión Europea por partede la OPEP

Nace en 1973 el programa ACEE (Aircraft Energy Efficiency).

• Aerodinámica.• Combustibles.• Sistemas de propulsión.• Sistemas de control.• Materiales.

BURT RUTAN

Tejido PLANO , le brinda a la pieza muy buenaestabilidad estructural

Tejido TWILL , tiene la propiedad de amoldarse mas fácilmente a curvas

Tejido LENO , se usa normalmente cuando el esfuerzo va en una sola dirección.

- Solo con fibra de vidrio- Posee Excelente resistencia química- Bajo costo - Poca absorción de humedad- Viscosidad entre 1000 y 1300 cps @ 25ºC- Tiempo de uso máx. 180 min @ 25ºC- Toxicidad moderada

- Puede ser usada con todos los refuerzos.- Tiene buena resistencia química.- Costo moderado-alto- Baja Absorción de humedad- Alta viscosidad entre 1300 -8800 cps @ 25ºC.- Tiempo de uso dependiendo de la resina 45 -235 min @ 25ºC- Toxicidad media – moderada - Es la mas usada en estructuras de aeronaves

Uso Total de Materiales en Aviacion

TOTAL DE MATERIALES

MATERIAL COMPUESTO

380,000 TONELADAS

19 Mil Ton / año

Composites Industry Investment Forum 2008, AeroStrategy

Uso de Compuestos por Categoria

Transporte

Aviacion General

Rotorcraft

Militar

Usos de Materiales Compuestos por Tipo en la Industria Aeroespacial

Fibra de Carbono

Fibra de Vidrio

Fibra de Aramida

Otros compuestos

AIRBUS ARTISTIC CONCEPT

CONCLUSIONES1. Los materiales compuestos han venido reemplazando a los materiales

tradicionales como el aluminio, el acero, la madera, entre otros, por

sus propiedades únicas como:

• Excelente relación Resistencia / Peso

• Buen comportamiento a elevadas temperaturas.

• Alta resistencia a la corrosión

• Excelente resistencia a la fatiga.

• Disminución de mantenimiento

• Adaptabilidad del material

• Simplificación en los procesos de fabricación.

CONCLUSIONES

2. La tendencia en todos los segmentos de la industria Aeroespacial esta

dirigida a la construcción de las próximas generaciones de aeronaves

100% en materiales compuestos.

3. La versatilidad de los materiales compuestos los hace apropiados para

cualquier tipo de industria desde la Aeroespacial pasando por la

automotriz hasta la industria de tanques y contenedores de alta presión.

Presentado por:

Juan Camilo Diaz BetancourtIngeniero AeronáuticoMóvil: 318 795 60 98

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