ExamenesCompuestos

Vista previa del material en texto

et.~s·ó:é;jatt1caQ¿;~~' :~e' üna' 'Sstructur8sustentadora (corno el 
,t~fJz:í:~aiZ~· .~ ·G,,3í;~'~rtBiÍ:C~j!¡.1r¡:!p:t:\!eatc con rigidí-zadores cocurad9.,~ 
:~:s: ::i'.:a;:a2l '!&.s;;;:Gi;ándof.as, hacif:ndo énfasis 
aSE :r:~~;;.es:, .Offc~·Jt;;ct"'~'d en caca una de ellas. Díbuíar un 
~pr.b~ce.9G$:r, ,al; ·q:.;'€S$ pr:Jsoo.r 3ítr...lar cada una de las etapas 
Para d1chageomeíría, proponer lJn 
fabr~~i%: e;;tpi:}::a1dc fas. djferer:.::ias, las ventajas y los 
~~E.er]:~~~'{~f:píf.KiiWs-,~Jt~sióf~ di~c.[ihm>ada '1: página) 
~;a.es;~;;·-es;,;;.:,;'::r:':-8 ría- O€ ser preimpregnados de cinta 
·~e:$;?j\2. ··¡;.z(CtC~{. ,:;,ec:~c":· a·· que son piezas de· altas 
:;:ara '5.:..; facncaCÍón se empleará un 
'es rigtd\zadores un laminado 
fa?'.:.:; no se puede emplear un 
M$¡~~pam~!~~~·;~ i.P'A~~~~~_~'··'ifliéh~i~~(~pre;par<ifáeT utmajenece~arió 
a~m\j;¡at:~c ~o5restducs depre.vios curadÓ!Si 
·:·'c(Jf;?~~$"f.f¡J~'a;~:~\~C(~:~~ir;~:;:I8'··~"" ."" .,..f-~ ....,¡,,,~;...,Ii': rh: . .."tanona·!ac""8'·t·ona·} y' a'''p'I''''c''·'a"n"a....·o·• . ::.r·looU·~ ~ .... - .~~......... ~~ '~:"",:"".''¡'-;':~'' 't~ oów'. .... J .. ," _ '. _ .. 
L.c;S .. ú,Íffes s€.fan de INVAR, debido al 
.i; , 
http:r:~~;;.es
http:s;;;:Gi;�ndof.as
;~-3 .:~~ ;'" 
, "" ,'-.- ....' ... :' ..; ...,. 
~¡"""~ff~¡ipa~e, ..' .,' . . .', .' " 
['~i?';,'Rª¡'ori~[laeXPfe$i6npara determinar el factor de corrección debido a laexp?nsión, 
~;:~r'~,t~fii1~~~en eJutillaJe;:lfldícarlas hipótesis de partida (2 puntos)' ,. 
'oles/s deparlida es que /a geon7etria de la pieza y el útil coíncídf!tJ a 
de gelific8cí6n.de la. resina (Tg) 
. . '_.' ." 
LutilJT='l'lJ := l'pieza ],"-1', - g 
'f=';:'fa?nDI,ew>r;e.:';~:,'·~Ji~~ál1'2Tambiente ·(r.q~rambiimte) . (CETpieza - CETuw ) 
.;' ':;.,;;.;.</;. . • .'-;' 
~"$~~,}IJQeíae'd~g%~(0::::9rf#;'p: CT~'(T!J'2.Tambieltt~J;· (CETpieza - C6Tuw ) 
.. "";,"':. '. ',~.:: ..;,<.. ~::).:-,~: .. 
http:gelific8c�6n.de
':SBtching:definicíón, ventaja5 tI: ¡n(~()J"n/el',!¡~~nl#¡~ (O,2J$ rnJfl~/J'4j 
'Stítthirig ,es un ntetóOQ ,(jf{!.lntfi~gf~C¡óh·(j~;; P{l·rf(Hlnf;it..~f,,,' 
üníón de varias capas de maten:3! ::: D (;f/fi ;,.,>",1:, I .:, i·t4,F,~f. 
"dif-ecciÓn Z y permite fabricar fQl"rn~lft (:J)tn,()&f;;f;'¡~~ l¡ .in~)l(ii.f ':,i/l·;l4i"'¡' 
.,.,.:",.".",.,.. "', ·,/<·c(rigidízadores+ revestimientos) 
'Ventafas:: .. , . 
o .... Papticaoi'9h:par~t~ysímp!e, 
o Evit~e(;ñ1;~~imi~ntoentre Gapa,s 
o;'· MejÓ!áR.r,~*~~~¿qes·ajrrypar;~o,¡niért~minar;e:~, r(i:;~~;(:<A:f#1}(;~~'if1t~f.$,f#(.rA1iiN· 
.. ' o lI9~f?~'rrlejo~~,a:l() l~rgodeI espe·$·ór d~j,l'n6du4,(} fii;$:~t.j,~ií1/ i~i',~,it;h?Pr!~;;<;(,Í:¡' 
'Desvenfajas .' .. ,.,: ...... ,.::~!~. . 
.. ·RptúrádeL::'f'ibras del tejido durante Ja reaiti¡j{;um t,$~~f(i:>1~:id{)i!kj 
·pro\f.Qca/uúi:l;·perdídade propíé¡dade,s rr.ecántC(l~ 
Idd~kmEú1tbd$·ii~inpo.s, costes y peso . 
. '.' .. ··.defaresiha$vtHiz?da,~ en 'RTM -y~~;'f {j*1'(ij(~r.~~~ !/,'¡,,~ 
fasfesinas rtrnz:adE"¡'S"en prepregs .(O.25punto&) 
'.'. 'L'.'...a'··.·.·.':m·.·.· .. ·a.'.·y':··o·"r'.: ..,..· .."...!~,...+'""d ... d's' I·as r'ec·¡~a.··c, ·'d·'" ~.lU+"'.·;..J6;~/' (i.:o .,;.;..Il!;.' i .... ~.~¡-:.. ,{¡.~ ..""I".. ".',"!!f.. ;A!':~."f:. ,..I··/~#~ t·"'.ii,t': 
.... ­ .••,--. ' " r....., .•"'. r,;¡...• .~ ~ .. ';'~J~~ "";"*" .•~.... il)po' ~,q 'J'_"!)~.-;'~* "n~"·.t:·'l"'''toI',l\t]..'*-~\,,.;: ,,"",-:{' \·"'tf,'1! 
I.a ínyecdón completa d~3 pifii:14!S d<!~ t;¡,fffiO{fl~{l~ 
est.a. ~:$oc¡s.r,.,.aª Onab1Jj.a tfjf!ii~l;iil1Mf :t~ 
. Asj~·lasres~na.$,emp!e~d'd5·i~n~·t1Mn1J ¡f~~IO~~!@<4 
··qéb~i()de50p()is$E;:$y dÚ(i,n.t~~{d{;¡~l~·;· ...'" ""'.' ... 
""Qºl$§e:s~ "m·jen·t'·r6 g .' Q'u<:.&::.o ·I;""fit.· :rc.i.~íl'!,~.~ .·t~r\k:-'···(jÍi· ""1Vt~~*~,~;;;::~ -'" " .. ::.,,~"'" .. .1:"~'.' t:i;¡.~:_'l·_·,~A~_ .!I-~:" ..... J!I';:~.t:"".. ,:¡"j,.,..'!'r~I)!í"i', :r;#:ii!'Q 
;~é~~t'é:lb~rnb~~·:.'bi)r:'é¡fibifm 100:poíS~:~s.. . '.' . .' '...'. . . . .' . .. 
ratÉ~íé:f,S'·..d~ ínyecci6ocoflRTM .dé (~~~ráPiid~~m~ ... 
~. ..' :. 
. . 
Materiales Compuestos SEPTIEMBRE 2007 
Primer Parcial 
1 Diferencias entre los procesos para materiales compuestos de 
). . matriz termo estable y procesos para matriz temo plástica. Enumerar ,­
al menos 3 procesos de cada tipo 
2. Estructura y variedades de fibra de carbono 
~J">I~¡.'-.' 
3. Criterios para la selección de matrices poliméricas 
4 .. f,<L~p.~ar unio.pe,~ mecánic~,,c~tl ~4hesiv~, en materiales 
.coWPllestos: .ventajas e inconvenientes. 
Segundo Parcial 
1. Caracteristicas ideales de un util para curado.en autoclave. 
Materiiires'cfilüsue-ueoen liacerse eltit1!la ·e~~"C,".:.L'". '.' ........',.,...,,, .. ",9,l...,.p.,. ",,'..",,,,.. '" ','." ,,,.,,.,J... ,, . . 
.... . .;,;0" 
2. 	 Tolerancia al daño de materiales compuestos. Que es, y como se 
mIde. 
3. 	 ~p.!l,Wer:'Vlosensayos fisicoquímicos y mecánicos sobre 
2!~impregnados, y ensayos sobre laminados. Representar como e será el DSC de un preimpregnado fresco y de un laminado 
~~ado. . 
4. 	 ?1~ (l~.(;~~~i:l,d ~l1..~~!~rj?-lt;!,~;~<<?:!3l1?uest()~ .. 9om?s.~,<:l~.fine, 
_e~~t?~~o.§,1?rtr.:~ip~le~ q~~,,~QIJ,1!~~e:,.. ' 
NOTA.. No olvide poner nombre en cada pagina., n$ de pregunta y 
parcial a que pe~enece. 
Se conservan los aprobados de parciales anteriores. 
Tiempo para cada parcial: 90 minutos, al finalizar este tiempo solo 
permanecerán en la sala aquellos alumnos que hagan las dos partes, y 
deberán haber entregado una de ellas (no hay descanso intermedio) 
http:curado.en
NOMBRE: 	 N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
EXAMEN MATERIALES COMPUESTOS MAYO 07. Primer Parcial 
ASPECTOS GENERALES FIBRA-MATRIZ. 
i\ó'l1 '~," 
1. 	 El módulo elástico de las fibra de vidrio E es 70 OPa, y su resistencia teórica la 
décima parte, aproximadamente. Su resistencia real suele ser 2-4 OPa 
V El modulo elástico y la resistencia teórica es lafuerza de los enlaces químicos. La resistencia 
real es inferior, por la presencia de defectos, que en las fibras son de menor tamaño 
2. 	 En un laminado unidireccional, la resistencia en sentido transversal es proporcional al 
volumen de fibra. 
F La resistencia transversal va a ser la resistencia de la matriz, con inclusiones rígida, y por 
tanto algo inferior. 
3. 	 En un laminado unidireccional, las propiedades longitudinales son proporcionales a las 
propiedades de la fibra (ley de mezclas) 
V, tanto para el modulo como para la resistencia E= Ef* Vf + Em* Vm; S= Sf* VI 
.., 
4. 	 La resistencia a compresión de un laminado unidireccional se mejora con matrices de 
alto módulo 
V, ya que evita el micropandeo de las fibras 
5. 	 La tenacidad interlaminar, o resistencia a la delaminación, se mejora con matrices de 
alto módulo. 
F, ocurre que las resinas de alto modulo son muy frágiles, se busca un compromiso. 
6. 	 El volumen de resina en un laminado es el porcentaje en peso de resina, multiplicado 
por la relación de densidad compuesto/resina 
V, volumen es peso/densidad El volumen de ressina se define relativo al volumen total 
7. 	 La temperatura de transición vítrea Tg de un laminado siempre igual o superior a su 
temperatura de curado 
F, esto solo es cierto en laminados secos. La humedad absorbida lo disminuye unos 100 oC 
8. 	 La tenacidad de un composite no depende significativamente de las propiedades de la 
fibra, es principalmente función de la matriz 
F, los laminados de Kevlar, p.e., son mucho mas tenaces que los de carbono. 
9, 	 Las fibras de carbono de origen pitch (alquitrán) son de muy alto módulo elástico, y 
las más caras. 
F, no sonfibras caras, porque tienen baja resistencia, aunque si son de HM 
10. Las fibras de carbonÉ, de alto módulo tienen un valor de E mayor de 500 Gpa. 
NOMBRE: N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
F, se clasifican éomo HM las comprendidas entre 340 a 400 GP A 
LAMINADOS 
& 
11. El laminado (45 2, -45)s es un laminadosimétrico equilibrado 
F no es equilibrado porque tiene más laminas a+45 que a -45 
12. El laminado (902, O)s [que es el laminado anterior al girar 45 grados los ejes de 
referencia]", no tiene acoplamiento flexión-torsión . . 
V los términos Di3 yD23 (que darian este acoplamiento) son cero 
13. El laminado (0,45, 90)s presenta acoplamiento placa membrana {se curva al 
enfriarse) . 
F es un laminado simétrico, y l!.0r tanto B=O 
14. En un laminado híbridó vidrio-carbono, las deformaciones en las lamimls de vidrio 
serán mayores que en las de carbono, por sU menor ngidéz . , : .. 
F en los laminados las deformaci()nes son siempre continuas, serán mayor o menor según su 
secuencia de apilamiento, no influye su modulo. 
15. El criterio de fallo de Tsai-Wu es más conservativo que el de máxima deformación, 
porque incluye términos adicionales cruzados 
F en un caso es el rectángulo que pasa por los valores de resistencia a tracción o 
compresión, en otro la elipse, pero ninguno de ellos queda dentro del otro. 
16. Ningún criterio de fallo ( Tsai-Wu, etc) tiene en cuenta los esfuerzos interlaminares. 
V, son todos criterios solo aplicables a lámina unidireccional én sus ejes 
17. En un laminado unidireccional aparecen esfuerzos residuales de curado debido a los 
diferentes coeficientes de expansión térmica en sentido.L y T 
F, aparecerán contracciones distintas de curado, pero esfuerzos solo aparecen cuando 
unimos laminas en distintas direcciones 
18. En un laminado unidireccional carbono/epoxy, la resistencia transversal a tracción y 
compresión suelen ser similares. 
F, la resistencia transversal a tracc}ón es bastante inferior (típicamente de 60 a 200 MPA), 
por que carácter frágíl de la resina 
;, 
19. El error aceptable en la colocación de láminas es menor de 3 grados. 
V, un cambio mayor afectaria significativamente a las propiedades mécanicas 
20. La teoría del laminado admite la hipótesis de estado de esfuerzos plano \!n cada lámina 
NOMBRE: N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
V, solo se consideran O"xx , O"y-y , rxy 
UNIONES 
21. El espaciado óptimo entre remaches (d/w) es independiente del número de filas 
V, el espaciado óptimo es el punto de coincidencia entre fallo a tensión neta y a compresión 
local, cuanto mas filas menor valor optimo de d/w 
22. Mientras el modo de fallo sea en compresión local, la resistencia de la unión es 
proporcional al número de filas 
F, la carga no se reparte uniformemente, los de los extremos están siempre más cargadas 
23. Cuanto más plasticidad tiene un material compuesto, mejor es su comportamiento en 
las uniones mecánicas .~ 
F, los mat compuestos no tienen plasticidad 
24. En un laminado, si la distancia al borde es mayor de 3 diámetros, se elimina el modo 
de fallo por desgarro 
F, 'solo sería verdadero si la secuencia de apilamiento es adecuada 
25. La resistencia a compresión local no depende de la secuencia de apilamiento 
F, aunque en las secuencias próximas al quasiisotropo varia poco, 
26. El ESACOMP calcula la resistencia y el modo de fallo de la unión mecánica 
calculando las deformaciones locales, y aplicando los criterios generales de resistencia 
a una cierta distancia del borde del taladro. 
V, hay un parámetro empírico a introducir (Withney.Nuismer )ya que de lo contrario el 
resultado es excesivamente conservativo (ignora el alivio de concentración por delaminacion 
27. Cuanto mayor es la rigidez del adhesivo mayor es la concentración de esfuerzo 
cortante en los extremos de la unión. 
V, cuando el adhesivo es más elástico la carga se distribuye mas (parámetro lambda) 
28. En las uniones adhesivas, es recomendable que los adherentes tengan rigideces 
similares ..' . 
V, para que la distribución sea mas simétrica, de lo contrario la carga cortante es máxima 
junto al extremo más rigido ,. 
29. Las uniones adhesivas, exigen menos del 50% de fibras en la dirección de carga 
dominante 
NOMBRE: N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
_. 
F, puede hacerse con cualquier secuencia de apilamiento 
30. Las uniones mecánicas, exigen menos del 50% de fibras en la dirección de carga 
dominante . 
V, ya que de lo contrario hay fallo por desgarro,y ademas la resistencia a beariflg será mala 
31. Para reparar un laminado cuasiisotropo de carbono/epoxy de 40 láminas (á Il1111), una 
solución razonable sería un doble parche a cada lado de 20 laminas, biselando los 
·extremos ... 
F, conese espesor hay que ir a unión escalonada (no se admite más de 4 laminas) 
32. El modelo de Volkersen permite hacer Ulla razonable predicción de la resistencia de las 
uniones adhesivas 
E, Nos da una idúl razonable de la distribuciórz depprtante, pero no predice los esfuerzos de 
pelado, que suelen ser los responsables del fallo 
33. Al diseñ.ar una reparación escalonada eh un laminado quasi- isótropo; habrá que hacer 
un escalón al menos cada 4 capas. . 
V, las recomendaciones nos dicen no mas de 1 mm, o 2 laminas en la misma direccion 
34. Una estructura con más de un 50 % de fibra en tilla sola dirección no es reparable. 
F, será reparable con adhesivos 
35. En el análisis de uniones adhesivas no puede aplicarse el principio de linealidad 
carga-desplazamiento 
V, ya que no puede ignorarse el comportamiento no lineal del adhesivo 
http:dise�.ar
NOMBRE: N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
FABRICACIÓN 
36. Al diseñar un laminado quasi- isótropo, conviene poner juntas todas las laminas con 
igual orientación, para minimizar los esfuerzos interlarninares 
F, es lo contrario 
37. Una resina epoxy de curado a 120 oC, puede curarse a 180 oC, acortando la duración 
del ciclo 
F, se produciría degradación de la matriz 
38. En el curado de laminados carbono/epoxy, se aplica vacío para eliminar los volátiles 
generados por la reacción de policondensación. 
F, las resina epoxy no generan volátiles por la reacción de curado, serán otras sustancias 
disueltas, como vapor de agua 
39. Un proceso de cocurado. es aquel en el que todos las partes de la pieza se curan en el 
mismo ciclo. 
V, por su definición 
40. El sistema más adecuado para fabricar prepregs es impregnación en disolución, para 
minimizar el contenido en volátiles . 
F, es mejor el hot melt o en caliente. 
41. El ciclo de curado para un laminado depende únicamente del tipo de preimpregnado, 
. no del espesor de la pieza, apilamiento u otras variables. 
F, en función del espesor los ciclos van a cambiar, para conseguir uniformidad de 
temperatura. Tambien en el caso de estructuras sándwich puede cambiar la presión 
42. El proceso de devanado de filamentos es siempre un proceso en húmedo 
F, normalmente si porque es mas barato, pero en el caso de lanzadores se enrollan 
filamento preimpregnados 
43. El proceso de devanado de filamentos no es aplicable a matrices termoplásticas 
F, con un cabezal especial que aporte calor simultáneamente se puede hacer, aunque no 
es convencional 
44. La principal ventaja ddos compuestos de matriz termoplástica es sureciclabilidad 
F, su princ~val ventaja es su mejor tenacidad, y en todo caso su reparabilidad Los 
compuestos con fibra larga ¡son muy difícilmente reciclables, salvo por trituración, y entonces 
pierden casi todo su valor. . 
NOMBRE: N° EXPEDIENTE: 
Señalar si es V ó F (verdad, falso), justificando brevemente su respuesta. Los errores puntuan negativamente 
45. El principal inconveniente de las matrices termoplásticos es que pueden verse 
afectadas pOr disolventes 
F, para ello se emplean matrices termoplasticas cristalinas 
46. Necesariamente todos los prQcesPs .. con.prepregs necesitan ..curadQena,utQclave 
F, tambien puede hacerse curado en estufa 
47. El desperdicio de materia prima es mínimo en el RTM, y máximo en procesoscon 
'" prepregs. 
F, en el proceso de. RTMse desperdicia fibra en el corte de la preforrrU1, y .resir)aen los tubos 
de trnsferencia. El % deperdiciado depende de la pieza, pero es similar a conp~epregs (30 % 
48. Los procesos con prepregs aseguran una mejor tolerancia en espesores (menor 
variación) que los procesos en húmedo 
F,'para conseguir tolérancia en espesores hay que utilizar molde y contramolde. 
49. Los procesos con prepregs siempre requieren curado a alta temperatura 
V, ya que las resinas llevan premezcladas su endurecedor ( salvo en casos muy especiales, 
hoy experimentales como curado por uv, o por haz de electrones.) 
50. La principal ventaja del 'Fiber p1acement' comparado con el ATL es su mayor 
productividad (Kglhora), pero el coste de inversión en maquinaria es mayor. 
F, el FP es más lento y caro, pero permite fabricar superficies no desarrollables. 
Examen de Materiales Compuestos-Segundo Parcial 
26-Mayo de 2007 
RESPONDER SI LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES SON VERDADERAS O 
FALSAS, JUSTIFICANDO BREVEMENTE LA RESPUESTA 
Para medir el daño causado por un impacto en lamil1ado es preferible el ensayo a 
tracción 
F.~ El daño típico producido por impacto son delaminaciones. El 
ensayo que determina su presencia es el ensayo de compres~on, 
siendo útil para la cuantificación del grado del daño producido 
por el impacto 
En gener,!1, los moldes para "R TM" no deben realizarse de composites, debido a las 
iLfi§:~tii§ñ~:~:~~g€,~.fl~F~".'§í~§n>.~?_~?~ó:"'''''''''''';''o,,",... ;', ""·"'".w'w,."".,'·''' , ..,•.....• , •. ", . 
F.-Las presiones de inyección no deben de ser altas a fin de evitar 
el movimiento de la preforma. Pueden ser de composites, siempre que 
la matriz del composite del útil sea compatible con la temperatura 
de curado de la resina de la pieza. Casi todos son fabricados de 
metal, pero en alguno$ casos son preferibles debido a la similitud 
del CTE con la pieza a fabricar 
-s..L~~ P~W.2.~n."!l~.s"m~!~.rJ,~1.~S,,~E~!~.,~!jJl~~,.P.2E.~~,,,~9~fi.'?~~m~JémÜ9Q..Q.~- ",.~a,PJ~!t~iºp, 
S~Jl9.ri.em9.~gy;~,~,sr.i~,~;,X~!1~~.g~~Sill::~9E9~:!?:í9"lJ~kí:l.s~xo.:-,~JMm!!).i9!. 
V.- FC/ EP (prepreg) =3, 6 10-6 mm/mm OC 
Niquel =7,4 10-6 mm/mm oC 
Acero =15,3 10-6 mm/mm OC 
Aluminio =23,6 10-6 mm/mm oC 
Ló~itJi~~.,~~'2~~~!~~~~~,.~~~,.~,!~l!e!!~!!!i~.2~J,,!;,2,~!;2gJ19~i2J~.~, re~Jer~.~n. ... 
¡;QmttQ§.il~§: ',. .. ' 
F.- Pueden ser realizados en composites, introduciendo sistemas de calentamiento. 
Incluso puede utilizarse la conductividad de la fibra de carbono, para el 
calentamiento, mediante la creaCión de una diferencia de potencial en las fibras 
~q~n,á~,.~!l!Pl~~l!~.El2h!~~;;Q.~"!~~mü:L~.E1B",~,~lJ?!gS~.~2 .. g,~,,::hQ!.J2münK:,,4~ 
~..mi!.t,~9,2~,,~t~.2.9.mE.9~~.~~J:S2~,~~il~~,.
F.- El proceso de conformado de laminados de resina epoxy no debe sobrepasar los 
80 De en elpeor de los casos. Por ello no es crítico el eTE del aluminio. Se debe no 
obstante tener presente en todo momento las dimensiones del conjunto a conformar y 
su geometría. 
~e:neral, el aluminio no es adecuado para utillaje de materiales compuestos, por su alto 
CTE.t~$·~'·T':.~.",,:H.:~/""'" "'II1;')rl1."'I.- :'.'~~....".,' :,:,••.¡ ..."."-':,-~,. -"'¡'!'-' ':", (/.. ~;, ';''''';;«';'h,,' ".".• ,·,·,tt~;,·· .. ,;...•.• " '. -. ','.' ,-1;,1' ~.' :,'o'M' .·_.···'.,:,.·."~~·•.'I;':.:'·'''¡'':~~. o•• ": -'"':','" r..·.'.·" .. :~~·.·",·,..··¡> -;:"',' .;: '" 
"··""'P.- Puede ser adecuado para utillaje, siempre y cuando el coeficiente de dilatación 
térmica y la temperatura de polimerización del composite, sea compatible 
http:QmttQ�.il
http:S~Jl9.ri.em9.~gy;~,~,sr.i~,~;,X~!1~~.g~~Sill::~9E9~:!?:�9"lJ~k�:l.s~xo.:-,~JMm!!).i9
V.-En. general se recomienda para taladros profundos ''peck drilling", afin de· 
. extraer la -viruta y disipar el calor producido. Lubricantes y refrigerantes no son 
utilizados en este caso afin de evitar la dificultad de extraer la viruta, y~ que esta 
tiende aformar una pasta. 
Losensavosrealizados exc1usivamente sobre fibras;secas son útilesd¡gsdesl.YlWí9 de.., 
vistaacao.érníco ypara los fabricantes de fibras. peró nop'aiálos:fapricWJte§ AA 
A composites . .. ..: 
V.-Losensayos sobre fibras simples (Ubarefiber'') no son ensayos que realice el 
.us.""i:zt:io dematerialesc()mp@S~()s;_fjebido ¿rque se dispone de. suficie,ntiin!Qrmación 
sobre las propiedades fisicclsY mecánicas, suministradas por"iósfa/:)ricá'ntes de las 
fibras. Estos datos se determi11,411 durante las tempranas etapas dil4esarroilo 
comerCial de lcisfibras, e~Jorina de "tows", hebras (Ustrand''),tidas tejidas o no 
tejidas ("woven" o unon woven '') y preformas . . Lo que interesa al fabricante es el 
resultado del ensayo de/>composite. No obstante, en raras ocasiones se realizan estos 
ensayos porproblemas durante la fabricación o en etapas de la Certificación del 
materiaL 
_" . .. . . . . _.. , ._ _ _... >"t;....;;.,y;"·; 
La ins ección por pulso eco permite medir la atenuación de la sefialultraSónica 
.wraVl$.~a a R~~a. .... . . 
.F.- Evalúa, las señales de sonido reflejadas por las caras del laminado y por grietas 
interlaminares, observándose ei defecto por un adelanto en la recepción de la señal. 
- _La inspección por transmisiQn,presenta la ventaia4i}dentiflcar.la,,m;ofundidad a1Ja.gue se 
epcuentra una delaminaciór¡ . . ..._. . ... .. .. . 
F.- No proporciona ninguna información acerca de la profundidad a Id que se encuentra 
el defecto. EL parámetro que se controla es la intensidad de la señal ultrasónica, una 
vez atravesada la pieza ensayada. Establecido un nivel de referencia en dicha señal, la 
intensidadse mide en términos de "atenuación ultrasónica" o de tanto por ciento de la 
altura total de la pantalla (%ATP) . . El estado de calidad de la pieza se puede relacionar 
con la atenuación 
Li! jnspecciónRQ!.¡¡.~JP~l;-i~ión puede emplearse para medir espel'.~r~~,~.~laminados,?e 
composites . . . 
. . F.- Esta técnica no proporciona ninguna información acerca de la profundidad, ver 
pregunta anterior 
La representación "e sean" indica la prof~.msiWIlQ ~ la gue_see~yg¡trª el ,d~ la 
~is,za i!1s:Qeccionada . . . 
- -F .-ló que indica es una imagen de la proyección del defecto sobre un plano 
perpendicutar al de emisión de la onda ultrasónica, no encontrándose la profundidad 
a que se encuentra el defecto 
- Él.materia~~.2W$.!f,~~~~~JU§~rción ¡mlso.~~~~~para,.u,n..m&jor 
~llJ.l~!lJ.2,.S~~r ,c¡lurantel!..~r.!fi~""g!? ,i,B.~l?ec'c.i,én 
".: 
F.- Se utiliza para la introducción de la onda ultrasonica en el elemento a 
inspeccionEr 
- Los rayos X es un proceso habitual para la inspección de piezas de composites 
F.- Los rayos X son diferentemente absorbidos al pasar a través de un material 
de acuerdo con el número atómico de los elementos presentes. Una imagen se 
forma sobre la película u otro detector, por esa diferencia de absorción. 
La absorción de los rayos X por los composites es baja, proporcionando 
pocos contrastes y muchos defectos no son detectados. Es un proceso de apoyo a 
la inspección no destructiva de las estructuras laminares de composites. Es 
importante en las estructuras sándwich 
El problema que presentan los útiles de moldeo-macho es que se producen 
acumulaciones de resinas en los ángulos. 
F.-El fenómeno típico de este tipo de útiles son problemas de 
Estricción en los radíos. 
La recuperación elástica angular de un elemento fabricado con materiales compuestos 
depende solamente del espesor della..minado, de su orientación y del tipo de material. 
F.- depende también del material del útil y de la longitud y Angula de lafaldilla 
Ejercicios de evaluación de MATERIALES COMPUETOS 
1. 	 La resistencia de una unión (adhesivo + remache) es un valor similar a la unión sólo 
adhesiva. ­
Por la diferencia de rigidez entre el adhesivo y los remaches, el adhesivo soporta casi 
toda la carga hasta su fallo. 
2. 	 Las uniones adhesivas se diseñan a cortadura, pero frecuen.temente fallan por pelado. 
Se deben minimizar, evitando los momentos flectores,y biselando los extremos. 
3. 	 , deformación mecánica de un laminado es siempre continua entre láminas. 
La deformación total es continua. Si hubiera deformación térmica (distinta en 
sentido longitudinal del transversal), también la deformación mecánica será discontinua 
entre láminas. 
4. 	 El volumen de fibra de un laminado es el porcentaje en peso de fibra, multiplicado por 
_.' la relación de densidades fibra / compuesto. 
Volumen de fibra = (peso fibra / densidad de fibra) / (peso comp. ¡ densidad comp.). 
"-'" 
5. 	 Las superficies en contact~ de una pieza y su útil deben coincidir a temperatura 
ambiente. 
Las superficies van a coincidir a la temperatura de curado, como el CTE puede ser 
....."' ..<JL.V, no van a contraerse igual. Habrá que tenerlo en cuenta al fabricar el utillaje. 
6. ,§e definen como fibras de grafito de módulo intermedio (IM) cuando su módulo elástico 
está entre 400 y 500 MPa. . 
Se definen de módulo intermedio cuando E está entre 270 a 340 OPa (no MPa). 
7. 	 ..' se produce una variación de espesor en un laminado aparecen esfuerzos 
Cada fin de lámina tendrá unos esfuerzos en su plano, que debe transmitir a las 
láminas adyacentes por cortadura. 
8. 	#~ teoría ~ellaminado supone un estado de deformación plana en cada lámina. 
Se supone estados de tensión plana. 
9. 	 En las uniones adhesivas, la geometría en bi~el es la que proporciona mayor resistencia. 
La geometría en cuña puede servir para cualquier espesor a unir, con eficacia de 
la unión superior a 1 (respuesta verdadera). No obstante, suele haber muchas dificultades 
con las tolerancias, por 10 que se prefiere la escalonada. 
10. 	~os laminados de Kevlar 49/ epoxy no se emplean por su alto coste. 
No se emplean por prohlemas de durabilidad. 
MtC -112 
16. 
19. 
Ejercicios de evaluación de MATERIALES COMPUETOS 
12. 	 en toberas de motor cohete 
de gases. En los casos que se han empleado, seadmite su carbonización progresiva. 
Aunque su temperatura de servicio es algo más alta, nunca soportarían la temperatura ; 
13. 
Las matrices metálicas y las termoplásticas cristalinas como el PEEK, no 10 cumplen. 
El criterio dice que la deformación en sentido longitudinal y transversal sea inferior 
obtenido en los ensayos uniaxiales (que típicamente es mayor de 10000 JU:). 
no-simétrico n".~Q..nf'~lri15. 
El acoplamiento flexión-torsión se produce por los térnlinos D16 y D26; en un 
laminado cruzado, sólo con láminas °y 90, estos términos valen cero, aunque no sea 
simétrico. 
no tiene 'to flexión-torsión. 
El laminado anterior es el1aminado (03 , 90)s cuando se giran' 45 grados los ejes de 
referencia globales dellaminado. 
17. 
La deformación longitudinal es la misma en fibra y matriz, y el esfuerzo soportado 
será ese valor por el módulo elástico correspondiente. 
18. ,~m~m~D~~~~~~~~~ 
La matriz influye transfiriendo carga de linas-fibrasa otras cuando se rompen 
localmente. A mayor adhesividad con las fibras, mejor comportamiento del laminado. 
CSi son fibras amorfas de alta resistencia uÍmica. 
20. 	En uniones adhesivas de'laminados, la lámina en contacto con el adhesivo debe estar 
necesariamente a 90° respecto de la dirección de carga dominante. 
Deben estar a 0° ó ±45°. 
Mte - 2/2 
EXAMEN JUNIO 04 
• .., L~s fibrasde g~afito tienen mayor modulo elástico que ~a~ fibrl:l.sd.ecarbono 
F Todas son fibras del elemento químico carbono (> 95 %) en estado cristalino grafito. 
(El modulo elástico va creciendo con el % de grafitizacion, y algunos libros establecen la 
diferencia; la respuesta V también es correcta, si lo explica adecuadamente) 
• 	 Ll:l.s ..:tibr~s de carbono HS, de modulo elásticoent~e 200 ::1270 GPa, tiene mayor 
t~~,i~te;t~ia9.ije.las~bEasde moduio intermedio (2,70 a 340 G::Pa)· .. 
F Lasfibras IM7, de modulo intermedio, tienen un alargamiento entre 1,5 al2%,como el 
AS4, y son por tanto de mayor resistencia Ó' mayor coste) 
• 	 Las fibras cerámicas de CSi son fibras amorfas de alta resistencia química 
."_'di'::"',, c:;:."","',' -',':-: -;,-:'-"~ ~: ,'o'. "";'.'."." ; _ .;-, ",;;-, - ';,... ,¡-,_" '-":,:.~. :'t~' -,',",' ",., .,; -,~, ,".~: , ....... ':',;".~""'" , ",. :', _':1 ..:;: :"'~:.,',,:,::;- -'o ,.,' ',_, -',__:1\>;,';;.< - .-\,: -';;'1.1".>' _::~"'¡'~':"""'~;:."-"':'
F Son fibras policristalinas, que se suelen emplear con matrices cerámicas y metalicas. 
• 	 !Y.'!.,~~,~Ll:l.,~róJ,ü~?~e. 1l~lproces9 Ilaml:l.do 'Res~n FusionJnJ~~J~~)lf 
F RFIsignifica Resin Film Infusion 
• 	 En la reparación por adhestvos de un laminado, un diseño correcto sería en 
escalones de 1 mm de alto y 20mm de longitud 
F Según las recomendaciones para uniones adhesivas, no debe haber mas de 2 laminas 
en dirección de la carga (0,36 mm). 
• 	 En uniones adhesivas de laminados, la lámina en contacto con el adhesivo debe 
estar necesariamente a Ogrados respecto de la dirección de carga dominante. 
F Puede estar también a +/- 45 
• 	 La resistencia de una unión (adhesivo + remache) es un valor similar a la unión 
solo adhesiva 
V Por ser mas rígido el adhesivo que el remache, este no absorbe carga. 
• 	 Las uniones adhesivas se diseñan a cortadura, pero frecuentemente fallan por 
pelado 
V Tanto en las uniones a solape simple como doble, aunque el esfuerzo dominante es 
cortadura, el inicio de fallo es el esfuerzo normal generado 
• 	 ~~§•.!:~j!H):~, po!i~~Í~r~~ uS,~1l p,~~a,.i,~~~~iore,~~p'~r sl!~b~~~~~c~r~.~~~rjsJJ,~~s 
Jg!l!!J.[~.~
F Las resinas de interior son normalmente fenolicas. Las resinas poliester son muy 
inflamables, con mucha producción de humos. 
• 	 .,1:.~,gsfQ.rm.!!~j,9.~\tg!~I(!~rIP!,~Jl+ ~.~c~~i~~)~,~ ~Il }~~~na~~.. ,~~~id? a las te!l~ion.es, 
.!:~,§JdlUl.l~~.d(!!Jm(ri.l!mt~ntol!s ,~!~c.?',~Jj.~~~, ~n!r~.~~m!!tl;l.~·> ... . 
. F La deformación total es continua, son las otras dos las discontinuas. 
http:te!l~ion.es
http:Ilaml:l.do
• 	 Un tejido (O~~en!.~!*coI1!~~...miento cuasi-isót~~kcon ig~:tJ.si propiedades 
en ambas qjreccione~. . 
F El anterior laminado tiene muy bajas propiedades en la dirección +/- 45 
• El rocedimiento de "fiber lacement" es adecuado ara el encint 
• 	 El coeficien~~di\'coirec.fión·del .. 'sprin~~~ack! de.unúiiles,función únicamente 
deltipodé~bra derefuérz9, de la resin~ydelln~teth~FdertitiI . 
F Depende también de la secuencia de apilamiento, radio curvatura, etc. 
~ Los materiales com.2uest.?~ carecen de plasticidªd'_XJ1tl! ,R0r tanto.fJ:ágileS~ .. 
F Los materiales compuestos no tienen plasticidad, pero tienen un mecanismo de 
tenacidad simtlcwa la madera'parafrenar las grietas translaminares. Solo$onfragiles en 
sentido interlaminar. 
• 	 Nodeben emplearse moldes de aluminio para el 'hoHorming'de laminados' 
F El hot-forming se hace a unos 60 oC, es solo un conformado previo del prepreg, y no es 
necesaria una alta precisión dimensional, es mas importante la ligereza y bajo coste del 
útil. 
• La principal ventaja de los moldes de grafito es su alta dureza 
F El grafito es muy blando, es su ventafa para hacérprototipos 
• 	 eratura 
• 	 El uso de ~inzasen una bolsa de vacío es solo necesaria cuando la cara dé bolsa 
" 	 1iI1II1I1.1!II~ _. '« ~1"! . ~ _', -, 6
d.f,la nieza no es oesarrollame.· : .., 
F Por ejemplo, en un panel pFanocon larguerillos la superfide es desarrollable, pero 
necesita pinzas.' • 
• 	 Las superficies en contacto de UDa pieza y su útil deben coincidir a temperatura 
ambiente 
F Solo sería verdad si el coeficiente de expansión térmico· del útil y la pieza fueran 
identicos. Las geometrias coinciden a la temperatura de curado, luego cada uno se 
contrae según su CTE. 
• 	 L~fdif~;.anC!*l,!t~~~!!22..~eoell!2!!'d~ ~!l~~~.llif!.9.m lIn~ 
..,pe eu ~~ ~SlVO. ........ , 
F En el cocuradolOs "Jos elementos estan sin curar (uno de ellos puede tener hot-forming, 
con curado parcial). E~ el ca-encolado, un elemento está totalmente curado. 
" 
http:ig~:tJ.si
• 	 La temperatura y la presión son variables fundamentales en el curado de la 
resTñi'(fe úna pIeza de materialcomp~e!!to. . 
F L(lpr~sión no-inflüye para la cinética del curado de la resina. 
• 	 ~l tamaño de una pieza no influye en el ciclo de curado, solo el material de que 
;;Úrhecha. 
F El ~~pesor de la pieza influye en la temperatura dentro del laminado, por los efectos de 
exotermia. 
~ 	• ,:;¡;;~~í:!:;:;fo~rocedimiento habitual para la inspección de piezas de 
F El procedimiento habitual es la inspección ultrasónica. 
,f:1 .!:~.!~~p~c~ió~por P?lso eco permite medir la atenuación de la señal ultrasónica 
V que atraVIesa una pIeza. 
V Ój;;i;~ra~d~ laditura del eco de superficie y el eco de fondo. 
• 	 L~porosidaddistribuida de una pieza fabricada m~diante bolsa ycuradaen 
'ail)o~~avésllele estarasociada a la falta decoÍnpactación durante el curado. 
V La contaminación produce pgrosidad en capa. Cuando hay falta de presión, afecta a la 
resina en todo el espesor. . 
.La tolerancia al dalio por impacto de una pieza de material compuesto se mide 
,i"~i~~j~p"do 'lael1er~ta'Ílec~saria para~rC?ª,u.~ü,ñAA.-io"ip~nªsvisible-(UvID.):· . 
F La tolerancia al daño es la resistencia residual después del BVID 
• 	 Una de las desventajas del proceso de RTM es el elevado coste del utillaje 
necesario. 
V Se requieren útiles estancos con muy alta rigidez. 
• 	 .Los parámetros que influyen directamente en un proceso de RTM a través de la 
ley de D'Arey son únicamente la viscosidad de la resina, la permeabilidad de la 
preforma, la geometría del útil y el gradiente de presiones en el frente de avance 
de la resina. 
V Son todas las variables que intervienen en lafórmula 
• 	 El tiempo de llenado de un circulo por RTM es el mismo si se inyecta por el 
contorno y se hace el vacío en el centro que a la inversa, inyectar en el centro y 
vacío periférico. 
F Es mucho más rápido cuando se inyecta por el contorno 
• 	 Es conveniente illyectarIa resina a la temperatura de mínima viscosida(l p9rq.lle 
_~:§rirpró~~~~~s Wá.s rápig(). .... '. .... '. .. 
F A la T de minima viscosidad la resina es muy reactiva, y alcanzaría muy pronto la 
gelificar;ión. 
• 	 El porcentaje de fibra y resina de una pieza fabricada mediante RTM no 
depende de la presión y temperatura de inyección. 
V Depende del volumen del util y del volumen ocupado por la preforma 
• 	 La corrosión no afecta a las estructuras de composite. 
l' 	 "''''F No afecta al material compue-Sto, pero si a las uniones con remaches. 
• 	 En un proceso de RTM es equivalente inyectar resina a 4 Atm y extraer la resina 
a lAtm, e inyectar la resina a 3 Afm y extraerla con un vacío de 1 Atili. 
F Siempre es necesario un Quen vacío pará no tener porosidad 
• 	 Una resina.epoxi de curado a 1200 e Ruede curarse a 1800 e, acortando l~a= 
auraci'O"ñOeFcido. - • u- ~..._".. . = 
F Se va cons~gulr élqúra.do total,pero también se va a ,degradar térmicamente 
• 	 En un ciclo de autoclave, la exotermia de la reacción de cu~~do de la resina 
afectar e manera SI DI lca lva a cu e ntSíGª_ 
y En.lás zonas de gran espesor,.. va a proYOC(lr un sobrecalentamiento yquemac!ode la 
• ...... . .' 	 , . ...... ... .. ..... ""-'-;1/<
pIeza 	 . 
• 	 ESRosible curar con el mismo ciclo dos piezas de igual geometría y dimensi~_ 
unadevidrióleRoxy;y:otra decarbonoi&poxi conlamisma resina 
V El curado dependeprincipalmentede la resina . 
• 	 El recanteado conjuntos de fibra de vidrio con resina epoxi se realiza mediante 
herramientas con filo de corte. . 
F El mecanizado de laminados vidrio/epoxy es por abrasión. 
• 	 La inspección por transmisión puede emplearse para medir espesores de 
laminados de composite. 
F La inspección por transmisión solo proporciona medida de la atenuación. 
http:�lq�ra.do
• 	 El taladrado por láser es el más adecuado para su empleo en composites, aunque 
su uso no es frecuente por su elevado coste. 
• 	 ]~!principaI problema del recanteado de composites por chorro de agua es el 
primerimpacto del chorro sobre la pieza. 
• 	Los principales parámetros del útil que deben considerarse durante la 
polimerización son la masa del útil, su capacidad calorífica y su coeficiente de 
expansión térmica. 
• 	 Las inspección ultrasónica pulso-eco indica la existencia de cualquier defecto 
interno, pero no el tipo del mismo. 
• 	 El proceso RTM presenta la ventaja sobre la laminación de prepregs que los 
contenidos de resina alcanzables son mayores. 
• 	 El volumen de resina más el volumen de poros de una pieza fabricada mediante 
RTM es igual al volumen i,nterior del útil menos el volumen de fibra de la 
preforma 
• 	 Unapieza puede fabricarse indistintamente con cinta y con tejido 
'~Ú;iJllpregnados.
• 	No se"puedeü-fa1iricar piezas no desarrollables mediante RTM 
• 	 .,L,~s~r,es~nas epoxy son preferibles a las poliéster porque dan mayores valores de 
resisteJi'cia transversal' delláminado. 
• 	"~E;;;á~"iá~ií~p~'eciar medi~~t~un~ macrografía de su sección la orientación de 
las capas en una pieza fabricada con tejido que en otra del mismo espesor 
fabricada con cinta. 
• 	 Los laminados de Kevlar49/epoxy no se emplean por su alto coste 
.~J.;~. .:.,~ ...•.,:•. _". ,: " ...', . . , 
• ,,"1~, 's.p~ctr;t 1000' (fibra depolietileno) no puede emplearse como reforzante en 
},o,s ~aterialescoirip"liestos' por s:ü~~"áj~'f~mperatura de servido ' 
• 	 Las resinas fenoHcas se emplean en toberas de motor cohete por su mayor 
<7'teí'llperatüra'(j'itservicioquélils'epoiy' .,,' "." , 
.- .~.o;- • 	 0"- ~: '"• _, ,., 
• 	 Las matrices de materiales compuestos son siempre materiales amorfos. 
• 	 El criterio de fallo de máxima deformación exige que la deformación en cualquier 
di~;~~ió'ñ-s;iY~fe;rTor' ~t400ó-mic'ri)defo'rmaCio;ñes ...... . 
.,...• _-."'_.. , "'-' ~ . 	 ,-.' . -. 
• 	 Un laminado no-simétrico presentará acoplamiento flexión-torsión 
"""'-''''''''''"~'''' .~.'-",~• .-',';,~.."............~, ..... \..;h-- _. ~ ", ,.;,.,. ,'. ..' ..~ ..... '-' ..:....... _.... ~',.'. 'T 
'_.'. 
• 	 El laminado (+453 , -45) s, no tiene acoplamiento flexión-torsión . 
..IIjI.oO..·-··~~~"·"·'··-1_'_·",,_ '"' -',' ,_._~,....._. __, 
• En un Mte unidireccional bajo carga axial de tracci2!;. con módulos elásticos de 
fibra y matriz·son ~OU GPay 4GPa,re§JLectiv\mepte.y yfd~:;..l!.f¿.p.m;.~~ 
de carga transmitido eor la resi1!!l..es del 2:i 
• Se ún el calculo anterior, el tipo de matriz no debe influir mas allá de un 2% en 
la resistencia longItu 
• 
EXAMEN MtC Junio 05 
• 	 Los laminados de Kevlar49/epo:i.}' no se emplean por su alto coste 
Falso, no se empléán por proDlemas de durabilidad ' 
.~~,'Spectl'al000' (fibra depolietileno) no puede emplearse como reforzan te en 
jq.smat;¡'iaÍes compuestos por su baja temperatura de servicio 
V, funde a 140 oC aprox. Suele emplearse sola, para blindajes 
• 	 Las resinas fenolicasse emplean en toberas de motor cohete por su mayor 
{eiIlperitura de servicio que las epoxy 
F, aunq;¡e sú'temperatura de servicio' es algo mas alta, nunca soportaría la temperatura de 
gases. En los casos que se ha empleado, se admite su carbonizacion progresiva 
• 	 ,Laslllatrices de materiales compuestos son siempre materiales amorfos. 
F, las ;''''dtri~~; metalicas, y las iermoplasficas cristalinas, como el PEEK no lo cumplen. 
• 	 Elcriterio de fallo de máxima deformación exige que la deformación en cualquier 
~ii.r~~~iÓ~ s~ainierior a4ÓÓO n.icrod~formacióñes ' ' 
F, El criterio dice que la deformacion en sentido longitudinal y transversal sea inforior al 
obtenido en ensayos uniaxiales (que tipicamente es mayor de 10000 microdeformaciones) 
• llnlaminado n~-simétricopresentará acopIamientoflexión-torsió,.n 
F, el acopíainiento flexion~torsión se proauce porlos"i'erminos D16y D26,' en un laminado 
cruzado, solo con laminas Oy 90, estos terminas valen cero, aunque no sea simetrico. 
• 	 El laminado (+453 , -45) s , no tiene acoplamiento flexión-torsión . 
.IJ:nL)',I.'iJ(•.; . ...::~~f¡.:""".;,'" ....;..... ,-". _. "," . ,., .',", _. _' '.,. ,,-' ". o', • ":j,_, ,_ ;_, .::._ ,:..' .• :'':¡l., ,:,.... ','F, el laminado anterior es el laminado (03 , 90)s cuando se giran '45 grados los ejes de 
referencia globales del laminado 
• En un MtC unidireccional bajo carga axial de tra~ción, con módulos elásticos de 
¡b'ra:Lñ.!:~1[i#'!?~'2UO'Gp.~ 'jl4C;;;I'~;' f~~'pecl'ivam,e~le,y v'f.4~t~.Q%, ~Jp:Qriéiit3Je 
....<!~,"~~E&~tr~}!slÍ1i,t.i4op~Fla resina es d~l)%' , 
V, la deformacion longitudinal es la misma en fibra y matriz, y el esfuerzo soportado será ese 
valor por el módulo elástico correspondiente. 
• _~,t~~>,!:t~,!!~~1~"~!~~,r,t~r.?,~!_!~POi~~ ~~t!:~,~,~"~,~~~"il1,t1~~.I: m,~ªII.~,,<l~, ~,n..~% ,en. ' 
.Ja'x~~j,~í~m~.iªJ9.I!,gl!R~Jl1lll.,~,.trr:!sl,tiQ,Q, Jl~t 1~.mll1ª9,9 JJP. , 
F, la matriz. influye transfiriendo carga de unas fibras a otras cúando se rompen localmente. 
A mayor adhesividad con las fibras, mejor comportameinto del laminado. 
• , Las nbra~ cerámicas de CSi son fibras amorfas de alta re~istenciaquÍlnica
F, soitjibr'dS'p~l¡crisicii¡nii8 - , ".' ," ," " '," " ' ,: , .. ,<, 
• 	 En uniones adhesivas de laminados, la lámina en contacto con el adhesivo debe 
estar necesariamente a 90 grados respecto de la dirección de carga dominante 
F, deben estar a O o +/- 45 
• 	 La resistencia de una unión (adhesivo + remache) es un valor similar a la unión 
solo adhesiva 
V, por la diferencia de rigidez entre el adhesivo y los remaches, el adhesivo soporta casi toda 
la carga hasta su/allo. 
• 	 Las uniones adhesivasse diseñan a cortadura, pero frecuentemente fallan por 
pelado 
V, 	se deben minimizar, evitpndo los momentos flectores, y bi~~¡ando)osextr?mQs 
.El.~oili~en·de-fibrade unjariiinado·ese(p~~ceñiaje~en;R~s~-d~cfi:bra;:'...·· 
multiplicado por la relación d'e densidades fibra/co!I!RuestQ"n ' .. 
F, Vol fiOrd=. (p.(!so·fibra /densiclqddefibra)/(pesocompuesto/densidaddel compu~sto):' 
• 	 Las superficies en contacto de una pieza ysu útil deben coincidir a temperatura 
ambiente '> 
F, las superficies van a coincidir a la temperatura de curado, como el CTE puede ser distinto, 
no van a c()ntraer~~ igual. fIabrá que. tenerlq en quenta alfabr(ca1"€!.l.utillaje .-' 
• 	 ~e 4.~finen..~omo ..!!bra~~r~ll~.J!2~u}o,lntermedio ~ c!WPSlo su mó.dJ!la 
",t;~ás!!~q, est~,~!!.r..~~º"L~ OMpa.· .' 
F, se definen de modulo intermedio cuando E está entre270 a340 GPA (gigapascal;no mega 
• 	 .' ,puando ~e produce una variación de espesor en !.I!Lam~~ !2arecenesfuerzos 
!pterlªmlpar~ .... . . 
V, cadafin de lamina tendrá unos esfuerzos en su plano, que debe trasnmitir a las laminas 
adyacentes por cortadura " 
• 	 En las uniones adhesivas, la geometria en bisel es la que proporciona mayor 
resistencia. ." ',,' .... . .... 
La geometriaen cuña puede servir para cualquier espesor a unir, con eficacia de la unton 
superior a 1 (respuesta verdaders). No obstante, suele haber muchas dificultades con las 
tolerancias, por lo que se prefiere la escalonada. (V ó F se aceptan, si el razonamiento es 
correcto) . 
Ejercicio práctico.(3 ptos) 
Dimensionar (definir remaches, distancia entre ellos ya bordes, etc) para una unión 
remachada entre dos planchas idénticas, de 1m X 1m, para transmitir una carga de 
tracción en su plano de 500 kL~/m , cuando el material de estas planchas es: 
a) Dural de 2 mm de espesor, limite elastico =400 MPa 
b) CFRP de 2 mm espesor, en configuración (Oz, +/-45, O) s 
Indicar si en alguno de los casos se necesita sobrespesor para soportar la carga 
requerida. Suponer 600 Mpa de resistencia a compresión local en los laminados de 
CFRP, y el valor de LE como resistencia a compresión local en el caso del aluminio. 
(Justificar brevemente el porqué de cada decisión) 
El laminado de CFRP tiene mas del 50 % a cero, hay que añadir al menos una lamina a 90 
grados, para evitar modo de desgarro y tener una aceptable resistencia a compresiónlocal. 
Su espesor final en la zona de unión seria 2 X 12110 = 2,4 mm 
Los siguientes comentarios son igualmente validos para el CFRP o el aluminio. 
Se escoge un diametro de remaches entre 1 a 2 veces el espesor, para evitar el modo de fallo 
en remache (este valor depende del remache utilizado, titanio o acero, y posteriormente es 
facil verificar su resistencia, cuando se tenga la carga transmitida por el remache). 
Tomamos D= 3 mm (otros valores entre serian igualmente correctos, si los cálculos 
posteriores se corresponden) 
Para evitar el modo de fallo en tension neta, escogemos D/W = 0,2 . El espaciado entre 
taladros es por tanto W = 15 mm 
Distancia a borde mayor de 4 diametros (12 mm) ,para evitar modo en desgarro. 
Igualmente, en las esquinas laterales, al menos 6 mm (modo c1eavage) 
Todo lo anterior es igualmente valido para Dural o Material compuesto. De acuerdo con el 
valor de resistencia a compresion local, la carga maxima admisible en cada remache es: 
CFRP 2,4 X 3 X 600 =4320 N 
Dural 2 X 3 X 400 = 2400 N 
La carga a soportar es: 500 E3 (N/m) X 12 mm = 6000 N 
Para el CFRP es suficiente con poner 2 filas de remaches, espaciadas entre si 4 diametros, 
para que no interfiera la concentración de tensiones de un taladro con el siguiente. 
En el caso del Dural no es suficiente. Alternativas posibles: 
A) incorporar una 3° fila, (con remaches rigidos no toma carga inicialmente la fila central, 
pero al alcanzar plasticidJ~l.d se redistribuirá) 
B) Aumentar la relacion D/W = 0,3 , con lo que W = 1°mm, y la carga a soportar es 
5000N.. Verificar que no fallla en tension neta (si el factor de concentracion es 1, el 
esfuerzo en la seccion neta sería 5000 / (7 X 2) = 357 Mpa, inferior al LE. 
o f 
~1o verd..sL -------.' {'<:f f~üc...\ X 
Ei 
\ . 1. j,¿A mayor Tg mayor grado de curado?? 
.. '" 2. Los prepregs secos tienen tiempo de vida limitado. 
• 3. 	 A menor tamaño de grieta, mayor resistencia del material . 
4. A partir de prepregs se recurre- al RTM. 
\ "5. A temperatúta ambiente, los prepregs secos no tienen drapabilidad. 
i' 6. 	 A temperaturas menores de Tg, aumenta la rigidez del material y disminuye la velocidad de 
reacción. ¿¿Qué es esto?? 
1~ pseudotermoplásticos requieren el uso de autoclave y bolsa de 'lacio. 
'~los prepregs húmedos requieren postcurado para aumentar la Tg. 
e 9. Amorfos y semi-cristalinos es una clasificación exclusiva de los TP's. 
10. Aplicando carga en sentido transversal, la fibra casi ni se deforma. 
1]. La temperatura en.el curado de termoestables debe ser lo más homogénea posible. 
ti! 12. ATL significa automatic tape layer .. 
.. 13. La calidad macroscópica de la pieza depende del espesor • 
. 14. Cinta UD da las máximas propiedades mecánicas, y además es fácil trabajar con ella. 
!I 15. Cuando el TP es comprimido a una temperatura mayor o igual que la de fusión, se elimina el 
espacio entre capas y además se produce la autoadhesión. 
" 16. Cuando un prepreg seco funde, hay reacción quimica. 
~ 17. Cuatro son los procesos que deben ocurrir en la consolidación: infiltración de resina, flujo 
transversal, cizallamiento intracapa y deslizamiento entre capas. 
.. 18. Curado de termo estables a 270D durante alrededor de 2 horas. 
• 19. DafIos por impacto aPenas visibles (VBID) disminuyen resistencia en 50%. 
" 20. Debido a la elevada viscosidad de los TP's, su impregnación a la.fibra es complicada, por lo que 
la pegajosidad del prepreg es nula. 
~ 21. Debido a que la unión entre cadenas es por enlaces secundarios, las cadenas pueden moverse 
fácilmente entre si aplicandOcalor (el material fluye). 
22. 	Determinar el volumen de fibra se obtienen peso y densidad, se calcina o elimina con ácido la· 
matriz y se obtiene el peso de fibra. 
• 23. Diagrama TTT (tiempo-temperatura-transformación), se usa para termoplásticos. 
24. Diámetro típico de las fibras suele ser mayor de 10 micras. 
.l> 25. Dos ventajas de las matrices termoplásticas son su resistencia a la humedad y vida ilimitada. 
.... 26. Durante el proceso de los prepregs húm,edos puede haber reacción química. 
'.27. Durante el curado ocurren de forma simultánea o sucesiva los procesos de contacto entre capasadyacentes, adhesión interlaminar, deformación y movimiento de fibras y difusión molecular y 
de volátiles • 
., 78. El agua, los aceites y la gasolina no afectan a los TP's amorfos . 
• 29. El alto coste de los TP's en general se ve reducido gracias a los bajos costes de fubricación. 
• 	30. El calentamiento del material compuesto es un proceso previo al conformado de prepregs secos 
. que puede realizarse por radiación. convección ó conducción. 
... 	 31. El coste del termoestable es menor. 
~ 32. El costo de utillaje en matrices termoplásticas es elevado. 
'i1' 33. El curado en autoclave se realiza con presión y temperatura. CHECK 
34. El enlace de máxima energía orientado con la fibra es el grafito. 
,. 35. El flujo transversal es el de resina que provoca diferencias de espesor. 
... 36. El grado de cristalinidad de los TP's semicristalinos depende del proceso, y de la cristalinidad 
dependen las propiedades mecánicas, térmicas y químicas. 
:l 37. El postcurado aumenta la Tm. " 
::> 38. El problema de los Mte es que la calidad depende mucho del proceso, con variación de las 
propiedades. 
_ 39. El problema en el procesado de matrices termoestables es la necesidad de altas temperaturas cou 
presiones medias. 
'" 40. El procedimiento de disolución para elaborar prepregs consiste en pasar el tejido por un baño 
con resina diluida, extrayendo luego el disolvente. 
" 41. El procesado de las matrices termoplásticas es más dificil. 
o 42. El procesado por diafragma da lugar a buenas propiedades, pero es caro. CHECK 
'" 43. El proceso de los prepregs húmedos essimilar a los termoestables. 
1) 44. Ei proceso de los pseudolermoplásticos es similar al de los termo estables. 
... 45. El RFI es resin film infusion: sobre el útil se coloca una lámina con resina y sobre ella los tejidos 
secos, infiltrándose el conjunto en autoclave gracias a la presión y temperatura. 
46. El riesgo de volátiles,atrapados en la fubricación de prepregs se da en el método de disolución. 
D 47. El tiempo gel varía ekponencialmente con la temperatura de curado isotermo . 
.. 48. El uso de matriz cerámica se reserva a materiales con muy alta temperatura de servicio y 
razonable tenacidad. 
'" 49. En cuanto a la resistencia al fuego, las matrices termoplásticas son mejores. 
"[$ 50. En cuanto a las matrices termoplásticas, en éstas NO se producen reacciones químicas durante la 
fabricación, pero sí cambios físicos. 
'. 51. En cuanto a los aspectos fisico-quimicos que influyen en la calidad, destacan la cristalización y 
los esfuerzos térmicos. 
'> 52. En cuanto a los prepregs secos con la preforma plana ya hecha (panex), simplemente se 
conforma, pudiendo procederse a un calentamiento previo. 
,. 53. En cuanto a los prepregs secos, NO tienen tiempo de vida limitado. 
11 54. En los pseudotermoplásticos, continúa la transformación física durante la fabricación, 
incrementando peso molecular y/o emitiendo volátiles. 
~.l 55. La alta Tg de los J'P's avanzados produce buena estabilidad térmica. 
~ 56. En el proceso de consolidación in situ se produce un calentamiento puntual por medio de una 
antorcha, láser o ultrasonidos. 
}¡ 57. En general, las matrices termoplásticas presentan mal comportamiento a fatiga. 
!i 58. En general, los J'P's son altamente aromáticos, aunque los TP's para ingenierla lo son menos, 
presentando peores propiedades, aunque algunos incrementan la resistencia por diversos 
métodos. 
>/)59. En las resinas vinilester, la resistencia química es deficiente. 
'" ~ 60. En los prepregs secos, el calentamiento requerido previo al conformado depende del espesor. 
\; _..> $ 61. En matrices semicristalinas, todas las zonas reblandecen a Tg. 
62. En sentido longitudinal, el módulo de elasticidad viene dado por el producto del porcentaje de 
fibra por el módulo de elasticidad de la fibra. 
63. 	Epoxi tenaz es un TE con partes de TP que mejoran sus propiedades. 
Ii 	 64. Error en la medida de porosidad es alto, y se correlaciona con atenuación de ultrasónica. 
1lo 65. Es el gradiente de presion~el que dirige el flujo de resina en los prepregs secos termoplásticos. 
• 66. Es muy importante mantener la criStaljnidad tras el proceso de las matrices semicrlstalinas, pues 
de e!.!o dependen totalmente las características del material. 
'" 67. Etapas del procesado de teimoplásticos: fusión, compactación, conformación, solidificación. 
1'0 68. Existe poca experiencia en fabricación con matrices termopIásticas . 
..,~ 69. Existe una limitación para el número de calentamientos y enfriamientos de J'P's. 
"70. Fibra de vidrio 82 presenta gran resistencia a compresión .. 
71. 	Fibra proporciona función reforzante. . 
72. 	Gran parte del conocimiento de MtC es empírica, aunque hay análisis y ensayos. 
73. Hay dos procedimientos para elaborar prepregs: disolución y hot-melt. 
74. 	 HII! dos tipos de prepregs en TP's: louecos! los ¡"ímedos. Continuar/J! 
'" 75. Hay una gran dificultad al preparar prepregs con matrices termoplásticas (debido a las 
deficientes propiedades de fluidez). . . 
76. Hot-Melt es el método más frecuente para fabricar prepregs en cintas UD, en un raUo de papel 
. parafinado se deposita una película uniforme de resina sobre la que se comprimen los filamentos. 
77. Kevlar en fibra es muy tenaz. 
") 78. La absorción de humedad es inenor en las matrices te¡:moplásticas. 
• 79. La alta temperatura de proceso de las matrices termoplásticas obliga a un alto coste del útil. 
,lJ 80. La autoadhesión es la unión de las interfaces por difusión molecular • 
. g 81. La calidad nliCfoscópica de la pieza depende do la dist;ribución homogénea de .. fibra-matriz, de 
los huecos en laminado y la orientación de la fibra. \ 
oa. 82. La capacidad de soldar y reformar las estructiñis con TP's, así como un me~do menos 
problemático que los TE's da lugar a una potencial reducción de costes.~ 
'Il 	 83. La consolidación es In etapa en la que se aplica una presión para elimmareI aire y los huecos, 
además de distribuir uniformemente la tiE9 
84. La digestión ácida es el procedimiento mediante el cual se mete el laminado eu ácido sulfürico 
hirviendo para eliminar la matriz. 
'" a 85. La' excesiva formación de huecos es un inconveniente de las matrices termopIásticas. 
~ 86. La mIta de adaptabilidad es un inconveniente de las matrices TE . 
."1\ 87. La fibra de carbono no es buena conductora de calor. 
88. La fibra 	de carbono HS presenta altos módulo de Young y resistencia a compresión, pero su 
precio es elevado. 
89. El mojado de la fibra en termoestables es bajo, dificultando el proceso. . 
íIi 90. La formulación de las resinas termoestables es más compleja: base + agente de curado + 
catalizador + agente de control de flujo +modificadores. 
~ 91. La formulación de los TE"s es más compleja que los TP's. 
92. La gelatina uo fluye, en la gelificación se ·produce un aumento importante de la viscosidad. 
93. La 	máquina de encintado suelda las láminas a su paso por unos rodillos calientes y 
posteriormente por un!)S rodillos fríos. 
~ 94. La principal limitacióii de los Mte es la resistencia. 
'" 95. La rápida fabricación de las matrices termoplásticas es una importante característica. . 
t1l 96. La realización del panex se realiza mediante RTM. 
1\', 97. La resina epoxi es un pseudotermoplástico. 
\l!> 4 98. La resistencia a la fluencia ·es una característica de las matrices tennoestables. 
MIl> 99. 	La resistencia a los fluidos es mayor en las matrices termoplásticas. 
E2 
, 
r 
, 
"; 
~! 1OO.La resistencia a los quitapinturas es mayor en los TE's semicristalinos que los amorfos. 
,( 101.La resistencia en sentido longitudinal viene dada por la fibra. 
102.La resistencia real para romper enlace químico es menor que la décima parte del módulo elástico 
debido a los microdefectos (dislocaciones). 
1=-~~ 103.La retención_de las propiedades tras un ciclo de fatiga depende del diámetro de las fibras. 
6 104.La semicristaIinídad de los TP's está influenciada por el proceso y la fibra.~ 105.La solidificación es la etapa del proceso de TP's en la que se mantiene la presión basta que la 
temperatura esté por debajo de la Tg. 
.:;. 106.La temperatura de procesado de los TP's, alta, aunque siempre está por debajo de la Tg. 
ü 107 .La temperatura de proceso de las matrices termoestables es alta. 
" lOS.La velocidad de reacción de una resina poliéster aumenta con la temperatura y la concentración 
del iniciador. 
e l09.Las cadenas de los TP's se forman por enlaces secundarios. 
\) 110.Las cadenas de las matrices termoplásticas pueden ser lineales o ramificadas. 
\) 1II.Las etapas de fabricación de TP's son: recepción de la materia prima, apilamiento y 
preconsolidación en plano (panex), termoconformado y mecanizado. 
':/.. 112.Las etapas de formación de la red termoestable son: prepoHmero y agente de curado, aumento 
del !fgq ;t4~ el curado, gelificación y curado completo. (saberlas por orden, Dor si 
preguntan cuál es la 3 a etapa) 
,) 113.Las etapas del proceso fisico que sufren los termoplásticos son: fusión, consolidación, 
conformado y solidificación. 
,Cj 114.Las funciones de la matriz son transferir carga (adhesividad), evitar micropandeo (de la fibra), 
limitar temperatura de servicio y evitar delaminación (tenacidad). 
115.Las matrices metálicas dotan de alta temperatura de fluencia y direccionalidad de propiedades. 
)\ 116.Las matrices termoestables no se funden, debido a que son amorfas. 
f.) 117.Las matrices termoplásticas CQllSisten en cadenas independientes unidas por enlaces secundarios. 
f:; 1IS.Las matrices termoplásticas presentan buena relación resistencia y rigidez - peso. 
,;¡ 119.Las matrices termoplásticas presentan peor resistencia al impacto que las termoestables, debido a 
su gran elongación. 
:j) I20.Las preformas son tejidos secos cosidos para RTM, con la geometrfa de la pieza. 
121.Las propiedades mecánicas del MtC serán proporcionales al volumen de fibra y a sus 
propiedades . 
.o 122.Las resinas fenólicas son TP. 
o 123.Las temperaturas soportadas por las matrices termoplásticas son mayores. 
¡1~ 	 124.Los equipos de procesado de termoestables son poco económicos. 
125.Los MtC presentan unas limitadas tolerancia al dado y reparabilidad. 
126.En los MtC los constituyentes conservan su identidad química. 
() 	127.Los parámetros de gobierno de la consolidación (en TP's) son la presión, la temperatura y el 
tiempo • 
.::? 128.Los parámetros del proceso pueden variar las propiedades del material TP. 
~ 129.Los prepregs de matrices termoplásticas tienen vida indefinida, mientras que los de TE's sólo 
aguantan entre 6 y 12 meses a - lSoC. 
_" 130.Los prepregs secos en hojas son moldeados, luego consolidados, luego se forma el panex y 
finalmente se conforma, pudiendo procederse a un calentamiento previo . 
., ]31.Los prepregs secos son más fáciles de impregnar que los húmedos. 
1:& 132.Los procesos de matrices termoplásticas pueden ser partiendo del po limero fundido o en estado 
gomoso. 
d 133.Los pseudotermoplásticos requieren control de la velocidad de calentamiento, presión, 
temperatura y tiempo. 
.. 134. Los tejidos pueden ser húmedos y preimpregnados. 
ir¡¡ 135.Los termoplásticos avanzados buscan altas cualidades, aunque suele primar el coste de material 
y de proceso. 
~ 136.Los TP's amorfos son menos rígidos que los semicristalinos, más tenáces y con menor módulo 
de tracción. 
;o 137.Los TP's pueden ser reprocesados en estado fundido. 
-O 138.Los TP's son reciclables. 
139.L05 valores usuales para Up.pregnación manual son Vf.= 40%, Vp = 5 - 10%. 
4> 140.Los verdaderos TP's no sufren cambio químico durante conformado. 
~ 141.Materiales policrístalinos o amorfos presentan baja rigidez. 
i) l42.Matrices poliméricas: TE y TP (preferentemente cristalinas). 
;li> 143.Matrices TE son infusibles tras curado, pero antes del curado se puede fundir. 
,;;; 144.Matrices tennoplásticas presentan reblandecimiento/endurecimiento en función de la 
temperatura. 
"(:..14s.Matriz proporciona función ligante, obligando a la continuidad de deformaciones. 
f 
¡ 
.'1 146.Mediante calor, si se es capaz de vencer las fuerzas intermoleculares que unen las moléculas del 
polímero, sin que se degrade la estructura, al enfriarse el termoplástico recupera sus propiedades 
originales. . 
r) 147.Métodos de termoconformado son vacío, mandril + vacío, asistido por aire y asistido con molde 
machihembrado . 
.., 148.Mientras ocurre la consolidación, el espesor del Mte disminuye. 
j, 149.Módulo de elastiCidad, en termoestables, depende de la temperatura, disminuyendo en la Tg. 
i::i\, I50.Módulo elástico es proporcional a la fuerza de los enlaces secundarios. . 
"" 151.MtC Avanzados son los que están reforzados por fibras continuas de altas características, siendo 
generalmente anisótropos. 
~ l52.No se pueden reconformar las matrices termo estables. 
~ 153.Puede eliminarse la presión durante la consolidación., pue~ el material ya ha sido compactado. 
154.0bjetivos de las matrices TE son alta vida en almacén., adecuada vida en taller y corto ciclo de 
curado. 
155.0tra venuya de los MtC es la posibilidad de obtener formas complejas, 10 que reduce el número 
de elementos estructurales. 
~ 156.0tras ventajas de las matrices termoplásticas son que sus defectos de fabricación pueden 
corregirse repitiendo el proceso y que los ciclos de proceso son más cortos. 
~ 157.0tras ventajas de las matrices termoplásticas son sus cortos ciclos de proceso y la baja toxicidad 
de tos humos. 
158.Para determinar el grado de curado se recurre a la DSC (calorimetrfa diferencial de barrido). 
159.Para el sentido transversal, el inverso del módulo de elasticidad viene dado por el cociente entre 
el porcentaje de matriz y el módulo de elasticidad de la matriz. 
~ 160.Para facilitar la impregnación de las fibras, los TP's amorfos pueden disolverse. 
i,..161.Para la filbricación con termoplásticos se modelan el grado de curado, la viscosidad, el flujo de 
resina, la transferencia de Cá.l.~ y la porosidad con ecuaciones ma.temá.ticas. 
~'162.Para los prepregs secos, el proceso es similar al de las matrices teImoestables. 
163.Para medir la Tg se usa Dse (calorimetría diferencial de barrido), DMTA (análisis térmico 
mecánico dmámico) y DETA (espectroscopia de relaJación dieléctrica). 
164.Para solucionar los problemas de la filbricación con termoestables se debe elegir correctamente 
el ciclo de curado. . 
165.Para un MtC UD, el volumen de fibra es el cociente entre el área de fibra y el área transversal, G 
. el cociente entre el volumen de fibra y el volumen de muestra. 
?~ 166.Parámetros que afectan a la calidad de la pieza son la la resolidificación., el calor de difusión y el 
cambio de :fuse en el material. 
~ 167.pamendo de la preforma (varios tejidos precosidos) se recurre al RTM Y RFI. 
~ 168.Plásticos reforzados SOD generalmente TE's o TP's con fibra corta de vidrio, con propiedades 
cuasiisótropas. . 
J169.Polfmeros TP's amorfos son los que NO pueden desarrollar morfología definida, NO teniendo 
una temperatura de fusión establecida. 
170.Porosidad en termoestables debida a aire atrapado y/o volátiles, siendo dificilmente predecible y, 
por lo·tanto, dificilmente modelable. 
" 171.Porosidad mayor del 5% hace disminuir resistencia a compresión. 
1) 172.Prepreg asegura alto volumen de fibra distribuido tmiformemente. 
<!11 173.Principales inconvenientes de los TP's son su alta temperatura de proceso y la falta de 
"drapabilidad". ¡ qué es? ,. 
174.Problemas de la fabricación con termo estables: proceso empírico, calidad baja del producto 
final, complejidad del proceso de curado. 
175.Resinas epoxi son TE. 
176.Resistencia en sentido transversal es la de la matriz. 
177.Resistencia teórica para romper enlace químico es del orden de diez veces el módulo elástico. 
178.Roving es un método de curado fuera de autoclave. 
179.Se busca automatizar los procesos de Mte, lo que conlleva alto coste de maquinaria. 
180.Se define AFP al automaticfiberplacement. 
181.Se define el prepreg por tipo de fibra y resina, gramaje, contenido en resina, flujo y reactividad. 
182.Se puede crear una estructura en TP a partir de un laminado previamente construido o partir de 
las láminas y apilarlas a'gusto del consumidor. 
183.Se puede optimizar el diseño de los Mte variando el número y orientación de láminas. 
't) 184.No se pueden almacenar los TP's a temperatura ambiente . 
.., 185.S610 se pueden volvrr a conformar los tennoestables. 
186.8e requieren fibraS especiales con matriz metálica para evitar reacción química a baja 
temperatura. ". 
187.8e usa el RTM (res in transfer molding) para alta permeabilidad ¿??????????????? 
;.,.. lSS.Se utilizan fibras cerámicas debido a su alta rigidez. 
189.Sentido longitudinal, defonnación de la fibra es igual que la de la matriz. 
.q>¡ 190.Sólo pueden ser semicristalinas las matrices termoplásticas. 
J,(} / 
.' ­
191.Son vaiores usuales para prepregs Vf= 45%, Vp < 4%. 
192.También es una ventaja de los MtC la resistencia ambientaL 
)( 193.TamIDién se han de monitorizar para la fabricación con termoestables las variables internas, por 
medio de se~ores convencionales, dieléctricos, ultrasónicos y de fibm óptica. 
~ 194. También se puede fabricar con formas híbridas (post-impregnated), es decrr, ni prepreg ni hojas. 
,,:. 
195.También son objetivos de las qlatrices TE una alta Tg y tenacidad, así como una baja absorción 
de humedad. 
;196.No afectan a los TE's amorfos el tolueno, benceno, sileno ni los disolventes. 
~ 197.Tenacidad a fractura es una propiedad de las matrices tennoplásticas. 
~ 198.Termoplásticos semicristalinos son aquellos que presentan morfología definida, con un punto de 
fusión establecido. 
199.Tipos de matrices: poliméricas, metálicas y cerámicas. 
$} 200. Tolerancia al daño es una propiedad de las matrices teIDloplásticas . 
.¡ 201. Tras alcanzar la Tg. los TP's semicristalinos sufren una pérdida gradual de propiedades. 
202.Ventajas de las matrices cerámicas son su excelente capacidad de deformación, su alta tenacidad 
y la resistencia a los fluidos aeronáuticos. 
.. 203.Un alto contenido en volátiles es común en los prepregs húmedos, por ello se debe controlar. 
,. 204.11na desventaja de las matrices termoplásticas es el alto costo de material. 
a 205.Una ventaja de las matrices termoplásticas es su alta temperatura de servicio. 
206.Una ventaja de los MtC son sus altas propiedades mecánicas combinadas con un bajo peso. 
207.Valores usuales pam cinta UD son Vf= 60%, Vp < 2%. 
• 	 208.Ventajas de las matrices tennoplásticas son que no presentan tiempo de vida y necesitan ser 
almacenadas en nevera. . . 
$ 	 .209.Versión tejido de los TP's es la que ya viene preimpregnado, y presenta peores carac'"..erísticas 
mecánicas que cuando se realiza la impregnación en la misma etapa que el moldeo. 
210.Volumen de fibra de prepreg puede diferir del laminado. 
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ¡ ¡ I I ! ¡ I ¡ I I I I I ! I ! I I r I 1 I I ! I I I I I I I I ¡ I o 
1. 	 A las matrices orgánicas les corresponde la protección de las fibras de !a humedad, abrasión, 
impactos y medio ambiente. . 
fI' 2. Al intentar fundir un TP,éste se descompone. 
o 3. 	 Alta resistencia a la delaminación corresponde a las matrices TE's. 
• 4. Apilado manual, barato al hacerlo a mano, pero es lento. 
,,5. ATL proporciona alta precisión..a diferencia del FP. 
• 6. 	 Autoclave, caro, muy alta calidad, alto contenido en fibra, curado controlado . 
• 7. Bajo coste y fácil manejo son dos ventajas de las resinas de poliéster. 
8'.' Bismaleimidas son buenas para altas temperaturas. 
~ 9. Bolsa de vacío, coste medio-alto. muy manual, sólo un buen acabado superficial. 
,. 10. <fu'aCteristieas de las resinas de impregnación: fluencia con calor y presión. conservación, 
impregnación y facilidad de diluir el disolvente si fuese necesario. 
¡/) 	 11. Centrifugado, se echa fibra en polvo y luego resina eIÍ. spray, con movimiento alrededor de un 
eje. 
12. Conductividad eléctrica y térmica alta es común a las matrices cerámicas . 
."-. 13. Criterios para clasificar proceSos: resina y refuerzo, forma de componer el material, tipo de 
molde y serie. 
14. Defectos en prepreg pueden ser falta o exceso de resina y gaps. 
-g 15. Degradación a la luz UV es un inconveniente de la resina de poliéster. 
o 16. 	Bos resinas TP's no pueden tener distinta viscosidad a la misma temperatura. porque la 
viscosidad no depende de otro fuctor que no sea la tempemtura. 
17. El agua resultado de la condensación de las resinas fenólicas debilita la matriz. 
~ 18. El coste de fabricación es mayor en TP's que TE's. 
o 19. El coste de las resinas fenólicas es relativamente bajo . 
• 20. El coste de prensa en frío es moderado. 
21. El curado de las poliimidas es por poliadición. 
22..El curado es la polimerización de la resina, por eso sólo ocurre en TE's. 
23. Elcurado es un proceso tIsieo irreversible. 
24. El 	precio de las resinas $ipoxi es bastante elevado, pero su contracción es b~a, así como su 
. porosidad y son dificilmente inflamables. 
25. El prepreg estándar en TE presenta principalmente propiedades térmicas. . 
26. 	El último punto en la Teoría de Flory establece que el curado de TE termina con la formación de 
un sólido infusible. f 
'lI 27. ~l uso del ATL se restringe casi exclusivamente a superficies planas, y se puede usar pam TE's 
y 111's. 
"'" 28. En apilado manual sólo se obtiene \ID buen acabado en una cara, pero tiene la ventaja de que no 
hay limitación de tamaño. 
@. 	 29. En autoclave, proceso lento, necesita gran inversión económica 
{¡¡30. En el moldeo por prensa en caliente, el coste es bajo (excepto utillaje), con buenas tolerancias. 
31. En general, las matrices metálicas presentan alta tenacidad. 
Q 32. En la inyecc.ión proceso es muy caro por utillaje y equipo. 
33. 	En la resina de poliéster, la polimerización es exotérmica 
34. 	EP sont las resinas epoxi. que se obtienen medi8J:1.te poliadición . 
.. 35. Es dificil procesar la polfunida, y además es cara. 
~ 36. Es más caro el prepreg ya fabricado que materiales por separado. 
37. 	Etapa B de resina es en est<¡do sólido a temperatura ambiente .. 
" 	 38. Filament winding. bobinado, buenos acabados y control de parámetros,· propiedades mecánicas 
medias. 
39. 	FP útil para superficies con curvatura, para TE's y TP's. 
.. 40. Frágiles son las resinas termoestables. 
" 41. Hay dos tipos de prepreg en TE: estándar y adhesivo. 
• 42. Hay más datos de TP's que de TE's. 
43. 	Hay poca experiencia con las matrices metálicas en servicio, porque resultan pesadas. 
44. Hay huecos en las bismaleimidas, que hay que elinrinar por consolidación. 
, 45. Inconvenientes del moldeo por centrifugado son un precio medio-altoy que sólo se obtiene buen 
acabado en cara externa, con formas cillndricas predefinidas. 
4 46~ Inf1amabilidad el hinchamiento son inconvenientes de las resinas de viniléster. 
.. 47. Inyección. se mete material a presión en molde seilado. . .. 
48. La matriz orgánica determina resistencia a compresión. propiedades mecánicas transversales, 
cortadura interlaminar y temperatura de servicio. 
~ e 49. La mejor relación fibra-resina en TE se obtiene con apilado manual. 
• 50. La pultrusión está limitada a ciertas formas, pero se usa debido a Su b~ocoste. 
51. La resina de poliéster se obtiene por condensación usando catalizadores y aceleradores . 
.. 52. La resina fenólica es difIcil..de procesar. 
*' 53. La resina más usada es la epoxi, ficil de procesar pero extremadamente endeble. 
54. 	La resma TE produce una reacción endotérmica. . 
• 	 55. La soldadura es posible en los TP's. 
,,56. I.:a Teona de rlory establece que las redes 3D se forman tras Tm. 
57. 	La viscosidad de las resinas epoxi es relativamente baja. 
• 58. La viscosidad de TP's depende únicamente de la temperatura. 	 . 
59. Laminación continua, alta productividad. bajo precio,· buenas propiedades mecánicas, pero. 
formas limitadas. . . 
a 60. Las bismaleimidas presentan malas propiedades mecánicaS en húmedo y caliente. 
61. 	 Lascaracteristicas de las resinas epoxi dependen del endurecedor. 
62. Las matrices metálicas no presentan problemas de humedad ni daños por infIamabilidad . 
.. 63. Las piezas rechazadas en TP's no se pueden arreglar tras el curado. 
64. 	Las poliimidas necesitan SIEMPRE postcutado • 
• 65. L~ resinas de poHéster son buenos aislantes térmicos. 
66. La$ resinas fenólicas son totalmente cristalinas. 
1a 67. Las resinas TP's no tienen enlaces intermoleculares. . 
• 68. 	Los productos de la reacción de condensación de las resinas fenóticas son de bajo pes~ 
molecular. 
.. 69. Máquina de FP necesita apücación de calor. 
70. Matriz fenólica presenta alta resistencia y rigidez en todas direcciones. 
~ 71. Moldeo por proyección, se colocan fibras y se sulfata, ventajas similares a apilado manual, coste 
bajo. 
, 72. Moldeo por RTM; se coloca macho, encima tejido, encima hembra y se inyecta resina. 
• 73. Moldeos por contacto: húmedo y seco. 
74. No sólo se puede hacer prepreg en TE con Epox.L 
'lit 75. Para la bolsa de vacio, bajo coste utillaje, útil para grandes componentes. 
76. Para las matrices metálicas, un awnento de resistencia aumenta la tenacidad. 
~ 77. Para moldeo por filament winding no existe limitación en formas. . 
'\) 78. PEK significa Poli-eter-cetona, y es un termoelástico. 
79. Peso molecular de las resinas fenólicas es elevado • 
.. 80. Poliéster, rápido de proc~sar. 
81. PoUimidas son TE's con"gran resistencia al calor, para muy altas temperaturas. 
82. Por otra parte, 	 el prepreg adhesivo en TE presenta fimción adhesiva, además de valores 
mecánicos. 
... 83. Prensa en frío, buenpcabado en las dos caras, rápido, pero problemas de tamaño. 
8b 84. Problemas de los prepregs en TP son el tiempo limitado de vida 
e 85. Puntos importantes en fabricación son preparar utillaje, colocar Mte, polimerización y acabado. 
86. Resinas TE's se unen fácilmente a las fibras, dando buenas propiedades. 
,,87. Result~ fácil bajar la viscosidad de la resina de poliéster sin modificar la resistencia 
o 	 88. RTM obtiene buenás propiedades debido al alto contenido en fibra, pero necesita mucho utillaje. 
~ 89. Se encuentran entre las ventajas de la resina de poliéster las buenas propiedades dimensionales. 
j 
I 
I 
http:medi8J:1.te
)<1 
E~ i 
, 90. Se obtienen, con los prepreg en TE, uniformidad de espesores y mejor adaptabilidad al útil, con 
lo que se optimiza la calidad. o 
§! 91. 	 Se usa presión mayor en las resinas que polimerizan por poliadición que por policondensación, 
pues hace falta reducir la densidad. 
92. 	 Según el estado de la resina y la incorporación del refuerzo, el proceso puede ser húmedo (fibra 
y resina por separado) o seco (fibra y resma juntas, prepreg). 
93. 	 Según la Teoría de Flory, el crecimiento y ramificación de las cadenas en TE ocurren en estado 
gel. 
94. Sflice, Alúmina, Carburos y Boruros son las matrices cerámicas más utilizadas. 
lID 95. Son reciclables las resinas TP's. 
1'4 96. Tanto el proceso de fabricación como el utillaje vienen dados por la matriz. 
97. Teoría de Flory: incremento de viscosidad en TE corresponde incremento de peso molecular y 
formación de ramas moleculares. 
98. Un problema de la resina de poliéster son sus elevadas contracciones en curado • 
.. 99. Una buena resistencia al impacto, resistencia química y alto módulo de flexión son propiedades 
de las resinas epoxi, por lo que son las más utilizadas. 
$ 100. Ventajas del moldeo por centrifugado son el control de los parámetros y rápida producción. 
, 	 101.Viscosidad de termoestables depende de tiempo y tempe~ 
102.Adhesivo debe ser dúctil, lo más tolerante posible a imperfecciones. 
103.Al enfriar un laminado simétrico hasta la temperatura ambiente, se producen alabeamientos. 
104.Bisel es para reducir el pelado, con pendiente 1:50. 
105.Bloquear las tuercas es bueno para evitar modificaciones en la resistencia a aplastamiento. 
106.Caracterización· adhesivos mediante ensayos nonnalizados con adherentes finos, que dan la 
mínima adhesión. 
l07.Caso solape doble, con o sm b~l, longitud 80 t.. 
10S.Comportamiento de Lámina UD esortotropo. 
1 09. Configuración razonable en unión mecánica es menos de 50% a 00 y entre 40 y 60% a 450 • 
110.Desviaciones admisibles en orientación del orden de 30 • 
~ 	 llI.Diferentes eTE pueden dar importantes tensiones internas. 
112.Distancia al borde debe ser superior a 3 diámetros: e> 3 el, para evitar desgarro. 
113 ..Distnbuye los esfuerzos, reduciendo la concentración (unión mecánica)~ 
114.El laminado rompe si rompe alguna de sus láminas. 
115.El modo de fullo mecánico deseable es ful]o en compresión local, bearing. 
... 116.Eu análisis de la unión, nO debe sobrepasarse el límite plástico, ya que la zona central descargada 
evita fiuencia en la unión. 
117.En el mejor de los casos,laresistencia de la unión puede ser la mitad del laminado. 
IIS.En laminados, la unión adhesiva no requiere secuencia especial de apilamiento. 
J'..119.Ensayo más critico es tracción en calor húmedo.
1'- 120.Ensayos a escala no son válidos en uniones adhesivas., pues no se escala igualmente el 
parámetro. . 
.. 	 121.Fibras carbono CTE casi nulo, incluso negativo. 
122.F1exión o giro de bulón disminuye resistencia total. 
123.Geometría de la unión adhesiva en función de la longitud de los adherentes. 
124.Hay degradación por humedad en la unión adhesiva. 
125.Impacto puede producir delaminación, mayor en cara del impacto. 
126.lnduce, la unión adhesiva. tensiones de pelado, dando filllo potdelaminaci6n. 
127.La configuración cuasi isótropa [0,±45,90] en Carbono HS I Epoxi da rigidez similar al Acero. 
l28.La preparación superficial es critica en la unión adhesiva. 
129.La situación óptima paravarios remaches son 2 filas, más no aportan nada. 
,. l30.La Tg máxima se obtiene cuando resina está totalmente curada, para ello es necesario que la 
temperatura de curado sea mayOl" que Tg. 
l3I.La unión a solape simple sólo para pieles muy delgadas, evitando momento flector, longitud de 
solape 30 t para fibra carbono. 
132.La unión mecánica permite unir materiales distintos, acomodando diferencias de CTE. 
133.Láminas a 45° dan rigidez y resistencia a cortadura. 
134.Los la.minados generalmente están en equilibrio a la temperatura de curado, al enfriarse a la 
ambiente se generan tensiones residuales. . 
¡¡r l35.Los parámetros de diseño para elegir resina son compresibilidad y Tg. 
Q 	 136.Matrices poliméricas tieuenalto CTE. 
137.Menor fiabilidad en llIÚón adhesiva, pues ensayos no destructivos son menos fiables. 
138.Mfnimo 50% de láminas con orientación distinta de 00, pues la resma es frágil transversalmente. 
139.Modos de fallo uniones mecánicas: aplastamiento, desgarro, tensión y tuerca. 
140.No requiere taladros la unión adhesiva, por lo que no se debilita el material. 
14 J.Orientación de la lámina en contacto con adhesivo debe ser preferentemente 00 , nunca a 900 para 
evitar fallo por delaminación, se aceptan 45°. 
142.Orientaciones preferidas son O,±45,90, otras dan problemas. 
143.Para diseñar la unión adhesiva, el adhesivo debe trabajar a flexión, minimizando esfuerzos 
nonnales y de pelado. 
144.Para diseño, emplear condiciones adhesivo en lo más restrictivo. 
~ 145.Para elegir resina se. estudian parámetros de producción como son la viscosidad, vida en 
laboratorio, temperatura y tiempo. 
146.Para la unión mecánica se requiere una secuencia de apilamiento próxima al cuasi-isótropo, con 
menos del 50% a O°. 
147.Para la unión simétrica en bisel sólo valen uniones coencoladas, con pendiente 1:50. 
iij 148.Parámetros de autoclave son presión, velocidades de calentamiento y enfriamiento, temperatura 
de polimerización, tiempo de curado y temperatura de desmoldeo . 
. 149. Primera fila de taladros soporta carga pasante, es la más crítica para romper en tensión neta. . 
'wI I50.Produce,