Análisis comparativo de las propiedades mecánicas de un material compuesto reforzado con fibras de carbono y las de su matriz polimérica de resina epóxica

Abstract

RESUMEN En los últimos años los materiales compuestos se han desarrollado para diferentes aplicaciones del área ingenieril. En este trabajo se expone primeramente un análisis de una matriz polimérica, en este caso resina epóxica para su aplicación en un material compuesto reforzado con fibras. Se presenta un estudio de las propiedades mecánicas, el cual se llevó a cabo mediante pruebas de tensión realizadas bajo el régimen de la norma ASTM D638; se manufacturaron cinco especímenes de resina los cuales llevaron un proceso de preparación de moldeo adecuado para la optimización de probetas tipo I. El objetivo fue conocer las propiedades de la matriz termoestable para así reforzarla con fibras de carbono y mejorar las propiedades del material compuesto. Posteriormente se analizaron las propiedades mecánicas del material compuesto en el cual se utilizó el refuerzo de fibra de carbono 3k. Para el análisis se fabricaron especímenes con una orientación [0/+45/-45]s; las pruebas realizadas en los especímenes de material compuesto fueron cinco ensayos de tracción basados en la norma ASTM D3039. El proceso de manufactura empleado para la realización de los especímenes de material compuesto fue el método VACCUM BAG WET LAY-UP. Se comprobó que las probetas de matriz polimérica de resina epóxica generan burbujas por el mezclado y por el curado al ambiente; así mismo estas burbujas trabajan como concentradores de tensiones que debilitan el material en pruebas de tracción. En comparación con las propiedades mecánicas del material compuesto, estos muestran un mejor comportamiento por el refuerzo de fibra de carbono y por el proceso de manufactura al vacío.