evolucion de los materiales compuestos avanzados y su impacto en la aviacion
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Presentado por:Juan Camilo Diaz BetancourtIngeniero Aeronáutico
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• 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
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¿Qué son los materiales compuestos?
• Es la unión heterogénea de dos o masmateriales, con el fin de crear un materialuniforme superior y único.
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Ladrillo hecho de arcilla, barro ypaja.
(1500-1212 A.C.)
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Los mongoles fabricaron arcos encombinación de madera, hueso,tendones y pegamento animal.
(300 y 400 D.C.)
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• Hormigón armado, Consiste de una malla de acero dentro de una matriz de concreto
1854
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•Tipo Sándwich
•Tipo Laminado
•Tipo Matriz / Refuerzo
TIPOS DE MATERIALES COMPUESTOS AVANZADOS
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• 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
1930
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• Primera aeronave en utilizar fibra de vidrio
A- 20 • Nacelas• Radome
Inicios IIGM 1940
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PT - 19
• Primera aeronave en usar la fibra a nivel primario (wing box)
Mediados IIGM1942
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• Aeronaves de entrenamientocon el conjunto alar en fibra devidrio
BT - 15
AT - 6
Finales de la IIGM 1945
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Posguerra 1946 - 1953
NUEVOS MERCADOS
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Carrera espacial1950 - 1960
POSEIDON C-3 MISSILE
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• En 1960 se patenta la fibra de carbono comorespuesta a las necesidades militares de materialesmas resistente y livianos
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Alouette II. (1963)
EA – 6 (1963) 1%
F – 111 (1968) 2%
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• La compañía DuPont registra la marca Kevlar®consistía en una fibra de Aramida, creadainicialmente como extra protección de lasllantas
(1970)
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Crisis del petróleo (1973 – 1979)
• El embargo a USA y a laUnión Europea por partede la OPEP
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Nace en 1973 el programa ACEE (Aircraft Energy Efficiency).
• Aerodinámica.• Combustibles.• Sistemas de propulsión.• Sistemas de control.• Materiales.
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BURT RUTAN
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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.
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- 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
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95%
5%
Uso Total de Materiales en Aviacion
TOTAL DE MATERIALES
MATERIAL COMPUESTO
380,000 TONELADAS
19 Mil Ton / año
Composites Industry Investment Forum 2008, AeroStrategy
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79%
6%
6%9%
Uso de Compuestos por Categoria
Transporte
Aviacion General
Rotorcraft
Militar
Composites Industry Investment Forum 2008, AeroStrategy
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37%
35%
8%
20%
Usos de Materiales Compuestos por Tipo en la Industria Aeroespacial
Fibra de Carbono
Fibra de Vidrio
Fibra de Aramida
Otros compuestos
Composites Industry Investment Forum 2008, AeroStrategy
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AIRBUS ARTISTIC CONCEPT
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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.
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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.
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