Fundas híbridas de carbono y aramida: diseño de trenzado y aplicación en compuestos

Dos fundas de carbono y aramida pueden contener los mismos tipos de fibra y aun así dar lugar a piezas compuestas bastante diferentes. Una puede colocar los hilos en un patrón de repetición diferente. Otra puede abrirse más ampliamente sobre la herramienta, cambiando el ángulo de trenzado y dejando una cobertura menos uniforme en una sección cónica. Para un tubo estructural, la pregunta útil es cómo se ve el refuerzo en el mandril real, después de haber sido posicionado para la resina.

La funda híbrida de aramida y carbono de BSTFLEX es una trenza tubular biaxial fabricada con fibras de carbono y aramida. La página del producto ofrece diámetros personalizados, ángulos de trenzado y proporciones de carbono a aramida. Esas opciones le dan al comprador margen para especificar la disposición, pero cada una necesita una condición de referencia: el diámetro instalado, la disposición de fibra deseada y el proceso utilizado para fabricar la pieza.

Primero, decida qué debe hacer la capa híbrida

En un eje o tubo compuesto, el carbono se selecciona comúnmente para la rigidez, mientras que la aramida puede incluirse cuando la tolerancia al daño es una preocupación. El comportamiento final no se deriva únicamente de los nombres de las fibras. La proporción de cada fibra, su posición en la trenza, las otras capas, la resina y el curado afectan a la pieza terminada. Por lo tanto, un híbrido propuesto debe compararse con el laminado existente o con un objetivo de diseño claramente definido.

Indique al proveedor si esta funda es el refuerzo principal, una capa exterior tolerante al daño o un acabado visible sobre otras capas. Una capa estética exterior puede tener un requisito de apariencia que una capa estructural oculta no tiene. Si una pieza debe cumplir con un objetivo de impacto o torsión, establezca el método de prueba y el valor de aceptación a nivel de pieza. La descripción de una funda no puede certificar un eje curado.

Describa la colocación del carbono y la aramida

Un «híbrido 50/50» está incompleto sin una base para la proporción. Pregunte si un porcentaje cotizado se refiere a la masa de fibra, a los extremos de hilo o a otra medida. Solicite un diagrama de trenzado o una fotografía de cerca que muestre cómo se repiten los dos tipos de hilo alrededor de la circunferencia. Si el patrón visual importa, acuerde la apariencia en el diámetro previsto y pida una muestra de la construcción de producción propuesta.

Para pedidos repetidos, registre los tipos de hilo acordados, el patrón de colocación y la proporción de fibra en la especificación de compra. De lo contrario, dos fundas descritas con el mismo nombre genérico de material pueden producir patrones de superficie diferentes y composiciones de laminado distintas.

Indique el ángulo de trenzado en el diámetro de trabajo

Una funda biaxial transporta hilos en dos direcciones helicoidales opuestas. Su ángulo cambia a medida que el tubo se expande o se estira para ajustarse a un mandril. Un ángulo de trenzado dado sin el diámetro al que se midió es difícil de usar. Indique el diámetro del mandril en cada sección, incluidos los escalones y las conicidades, y solicite el ángulo y la cobertura previstos en esas secciones.

Pruebe la funda seca en la sección de herramienta más larga o difícil antes de aprobar la construcción. Verifique si se puede mover a su posición sin engancharse, si el patrón permanece regular en los cambios de diámetro y si la longitud de corte planificada todavía cubre la pieza. No asuma que la expansión máxima ofrece la mejor orientación de fibra para el componente terminado.

Compruebe la ruta de la resina en una muestra real

La página del producto enumera la infusión de resina, el embolsado al vacío y la disposición de compuestos como procesos potenciales. Especifique la resina real, el método de manipulación y el programa de curado en la consulta. En una pieza de prueba, inspeccione la impregnación de ambos tipos de hilo, el aire atrapado en los cruces, el movimiento durante el embolsado y la calidad de los extremos cortados. Hable sobre cualquier apresto o tratamiento superficial con el proveedor cuando el rendimiento de unión sea crítico.

Elabore muestras con la funda propuesta y el proceso de producción, luego compárelas con un control fabricado con la misma geometría y programa de curado. Registre el grosor, la masa y la cobertura visual junto con cualquier resultado mecánico. Un cambio en el rendimiento debe interpretarse teniendo a la vista todo el laminado, incluido el contenido de resina y la orientación de las otras capas.

Mantenga clara la elección del material

La construcción de carbono y aramida aborda una elección de material diferente a la de una trenza de carbono y vidrio. Si la segunda fibra en la especificación es fibra de vidrio, consulte la funda híbrida de fibra de vidrio y carbono y evalúe esa construcción por separado. No transfiera una proporción de carbono y vidrio, una disposición de hilos o un resultado de prueba a una pieza de carbono y aramida.

Asimismo, la temperatura de servicio de un compuesto curado está determinada por el laminado completo y su entorno, en particular el sistema de resina. Solicite la información de material pertinente y luego valide la pieza terminada frente a sus requisitos reales de temperatura y carga.

Envíe un plano del que se pueda tomar una muestra

Una consulta útil identifica la geometría de la pieza, el papel de la capa híbrida y la construcción que se va a probar. Incluya la siguiente información con el plano:

• Rango de diámetro del mandril, conicidades, escalones y longitud cubierta terminada.
• Proporción deseada de carbono a aramida y la base sobre la cual se expresa.
• Colocación de hilos requerida o patrón visual aprobado, si corresponde.
• Ángulo de trenzado objetivo y diámetro instalado utilizado como referencia.
• Resina, método de disposición, programa de curado y cualquier preparación de superficie.
• Cantidad de prueba, volumen de producción y las comprobaciones utilizadas para aceptar la muestra.

Envíe el plano y las notas del proceso con una consulta sobre funda híbrida de aramida y carbono. Apruebe el ajuste en seco y una muestra curada antes de fijar la trenza de producción. Eso crea una especificación vinculada a la pieza que realmente fabrica, en lugar de un nombre de mezcla de fibras por sí solo.