Tipos de materiales compuestos

Un material compuesto es aquel formado por dos o más componentes, de forma que las propiedades del material final sean superiores que las de los componentes por separado.

Este tipo de materiales se componen de:

• Matriz: configura geométricamente la pieza, da cohesión al material, suele ser flexible y poco resistente y transmite los esfuerzos de unas fibras a otras.
• Refuerzo: aporta rigidez y resistencia

​Tipos de matrices y refuerzos en composites

Según el tipo de matriz encontramos:

• Materiales compuestos de matriz metálica
• Materiales compuestos de matriz cerámica
• Materiales compuestos de matriz orgánica / polimérica o Reinforced Plastics y dentro de estos, entre otros:
  • Materiales compuestos de fibra de carbono con matriz plástica.
  • Materiales compuestos de fibra de vidrio con matriz plástica.

En cuanto a los refuerzos encontramos distintos tipos, tales como fibras de carbono,fibras de vidrio,fibras de aramida,fibras naturales…

Materiales compuestos reforzados con fibras

Los más empleados, por su ligereza y sus excelentes propiedades mecánicas, son los materiales compuestos de matriz polimérica con refuerzos en forma de fibras. Están sustituyendo a otros materiales, principalmente a los metálicos, en aquellas aplicaciones en las que la relación ‘propiedades mecánicas – peso’ influye decisivamente en los costes de mantenimiento del producto.

Las matrices orgánicas pueden ser termoplásticas, termoestables o elástomeros.

Las matrices o resinas termoestables, son las más usadas en materiales compuestos de altas prestaciones. Estas resinas dan lugar a un producto rígido, insoluble e infusible mediante una serie de reacciones químicas, llamadas de curado o reticulación. Las termoplásticas en cambio se funden con un suministro de calor.

Las principales fibras usadas como refuerzos son:

• Fibras de vidrio
• Fibras de carbono
• Fibras de boro
• Fibras cerámicas
• Fibras metálicas
• Fibras de aramida
• Fibras naturales: sisal, cáñamo, lino…

Independientemente del tipo de material en que estén hechas, las fibras pueden presentarse en forma de hilos, mats, cintas o tejidos.

Otro tipo de productos que se incorporan al material compuesto fibra-resina son las cargas y los aditivos. Se incorporan al material con el fin de aportarle características particulares o reducir el coste del mismo.
La cantidad de productos añadidos es variable, dependiendo de las propiedades que queramos conseguir. En general, se persigue mejorar la procesabilidad y el producto acabado.

Materiales compuestos estructurales

Combinan materiales compuestos y homogéneos y sus propiedades dependen, además de los materiales que lo conforman, de la geometría del diseño de los elementos estructurales. Se pueden clasificar en:

• Estructuras tipo sándwich: compuestos de núcleo y tapas, permiten mejorar las propiedades mecánicas, pero sin un aumento excesivo de su peso. También mejoran el aislamiento térmico y acústico.
• Estructuras monolíticas: piezas con una geometría más o menos compleja, formadas por telas superpuestas con unas orientaciones determinadas que permiten obtener unas características específicas. Este tipo de piezas están destinadas a sufrir las mayores cargas estructurales.