De la revolución industrial a la innovación en materiales compuestos

Desde la revolución industrial, la innovación en diversas industrias, como la automotriz, aeroespacial, de la construcción y otras, se ha atribuido al desarrollo de materiales como el aluminio, el acero y el hierro. Hoy en día, las poblaciones y las industrias en crecimiento están impulsando más la demanda de materiales de alto desempeño, ecológicos y ligeros. Los materiales compuestos cumplen estos requisitos y respaldan el diseño de nuevos productos.

Los materiales compuestos consisten en dos o más fases distintas unidas de acuerdo con sus propiedades físicas y químicas individuales, lo cual lleva a sus clasificaciones en matrices. Los materiales compuestos tienen propiedades como peso ligero, relaciones resistencia-peso altas, y resistencia a sustancias químicas, a la corrosión y al calor, entre muchas otras que no se pueden lograr con un solo material. Las infinitas combinaciones de materiales ofrecen un mayor control sobre las características de desempeño final. Esta libertad para el diseño final de materiales abre oportunidades para diversas aplicaciones entre innumerables industrias.

Reconsideración del diseño de materiales con materiales compuestos

Con la demanda de materiales ecológicos y de alto desempeño por parte de los usuarios finales, todos los miembros de la cadena de valor de los materiales compuestos (fabricantes de materias primas, materiales semiacabados/terminados, componentes, estructuradores y fabricantes de equipo original (OEM) y empresas de mantenimiento, reparación y revisión) están reconsiderando cómo innovar en la fabricación de nuevos materiales con materiales compuestos. Esta oleada es el resultado de cambios globales como:

  • Necesidad creciente de materiales fuertes y ligeros para aplicaciones automotrices, aeroespaciales y de energía eólica
  • Demanda cada vez mayor de dispositivos electrónicos personales como computadoras portátiles y teléfonos móviles
  • Avances en tecnologías de impresión 3D para herramientas de materiales compuestos reforzadas con fibra, materiales compuestos de matriz cerámica y materiales compuestos de fibra tejida.

Este cambio trae consigo un nuevo conjunto de desafíos, ya que los materiales compuestos deben ser muy específicos para su uso final, lo que exige pruebas mejoradas en cada paso de la cadena de valor. La seguridad y el desempeño no pueden quedar comprometidos; de ahí la necesidad de pruebas de alta calidad.

Las soluciones de Waters/TA Instruments permiten a los científicos e ingenieros de investigación caracterizar y probar materiales de manera eficiente sin comprometer la seguridad y el desempeño del producto en toda la cadena de valor de los materiales compuestos. Las técnicas avanzadas le ayudan a investigar las propiedades físicas, térmicas y mecánicas de su matriz compuesta, como la viscosidad, el tiempo de curado, la fluencia, la durabilidad/fatiga, la compresión, la resistencia a la tracción o a la flexión, y muchas otras propiedades, a medida que usted innova para lograr desempeño pensando en la seguridad.

 

 

Cadena de valor de los materiales compuestos

Obtenga más información acerca de las soluciones analíticas utilizadas conforme avanza por cada etapa del proceso de desarrollo de material compuesto.

Dado que cada materia prima tiene propiedades variadas y se procesa teniendo en cuenta la aplicación de uso final, los fabricantes deben caracterizar con precisión sus materiales y comprender cómo sus propiedades tendrán repercusiones en el desempeño del producto final. Para satisfacer las demandas de los clientes de materiales semiacabados/terminados y, en última instancia, de los OEM, los fabricantes de materias primas deben cuantificar las propiedades individuales de su material de partida y caracterizar sus mezclas finales. Las materias primas de materiales compuestos comunes son las resinas (termoplásticas y termoestables) y las fibras.

Explore las soluciones de Waters/TA Instruments que le ayudarían en su investigación, desarrollo de productos y pruebas de aseguramiento de la calidad y control de calidad fundamentales.

 

 

Calorimetría diferencial de barrido

  • Tiempo de gelificación
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

 


Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Reometría

  • Tiempo de gelificación
  • Viscosidad

Análisis mecánico dinámico

  • Fatiga
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Análisis termogravimétrico

  • Contenido de fibra de vidrio

Dilatometría

  • Temperatura de transición vítrea (Tg)
  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto (CAI)
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Cuando se diseñan materiales semiacabados/terminados según los requisitos de especificación tanto de los fabricantes de componentes como de los OEM, se deben realizar pruebas para verificar las cualidades de los materiales. La comprensión de cómo el procesamiento del material afecta las propiedades y el desempeño es muy importante en el procesamiento de un producto excelente.

Independientemente de si usted está fabricando productos semiacabados, como preimpregnados, o productos terminados por medio de otros procesos de fabricación (p. ej., moldeo por compresión), el uso de las soluciones analíticas correctas para comprender la manera en que las propiedades de su material afectarán el desempeño es muy importante para fabricar un producto de alto valor que cumplirá con las especificaciones de su usuario final.

Explore las soluciones de Waters/TA Instruments para ayudarle a refinar las propiedades de los materiales cruciales para el procesamiento que conducirá a materiales de alto desempeño.

Calorimetría diferencial de barrido

  • Tiempo de curado
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

 


Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Análisis mecánico dinámico

  • Fatiga
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Dilatometría

  • Temperatura de transición vítrea (Tg)
  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Reometría

  • Viscosidad
  • Tiempo de curado
  • Análisis mecánico dinámico, lineal y de torsión

Los materiales que se producen por medio de procesos de fabricación semiacabados/terminados se utilizan en el desarrollo y la fabricación de componentes para empresas estructurales pensando en la aplicación de uso final. Dado que en esta etapa la aplicación de uso final se define específicamente, son cruciales la creación de prototipos, la fabricación y la práctica de pruebas para cumplir con las especificaciones. Cualquier falla de un producto puede comprometer la seguridad, especialmente en las industrias automotriz y aeroespacial.

Las soluciones de Waters/TA Instruments pueden ayudar a investigar las propiedades mecánicas que son cruciales para el desempeño del producto y para prevenir fallas en las aplicaciones del producto de uso final.

 

 

DMA de alta fuerza

  • Impacto
  • Fatiga

Dilatometría

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)
Materias primas

Dado que cada materia prima tiene propiedades variadas y se procesa teniendo en cuenta la aplicación de uso final, los fabricantes deben caracterizar con precisión sus materiales y comprender cómo sus propiedades tendrán repercusiones en el desempeño del producto final. Para satisfacer las demandas de los clientes de materiales semiacabados/terminados y, en última instancia, de los OEM, los fabricantes de materias primas deben cuantificar las propiedades individuales de su material de partida y caracterizar sus mezclas finales. Las materias primas de materiales compuestos comunes son las resinas (termoplásticas y termoestables) y las fibras.

Explore las soluciones de Waters/TA Instruments que le ayudarían en su investigación, desarrollo de productos y pruebas de aseguramiento de la calidad y control de calidad fundamentales.

 

 

Calorimetría diferencial de barrido

  • Tiempo de gelificación
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

 


Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Reometría

  • Tiempo de gelificación
  • Viscosidad

Análisis mecánico dinámico

  • Fatiga
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Análisis termogravimétrico

  • Contenido de fibra de vidrio

Dilatometría

  • Temperatura de transición vítrea (Tg)
  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto (CAI)
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Materiales semiacabados/terminados

Cuando se diseñan materiales semiacabados/terminados según los requisitos de especificación tanto de los fabricantes de componentes como de los OEM, se deben realizar pruebas para verificar las cualidades de los materiales. La comprensión de cómo el procesamiento del material afecta las propiedades y el desempeño es muy importante en el procesamiento de un producto excelente.

Independientemente de si usted está fabricando productos semiacabados, como preimpregnados, o productos terminados por medio de otros procesos de fabricación (p. ej., moldeo por compresión), el uso de las soluciones analíticas correctas para comprender la manera en que las propiedades de su material afectarán el desempeño es muy importante para fabricar un producto de alto valor que cumplirá con las especificaciones de su usuario final.

Explore las soluciones de Waters/TA Instruments para ayudarle a refinar las propiedades de los materiales cruciales para el procesamiento que conducirá a materiales de alto desempeño.

Calorimetría diferencial de barrido

  • Tiempo de curado
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

 


Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Análisis mecánico dinámico

  • Fatiga
  • Temperatura de transición vítrea (Tg)

Dilatometría

  • Temperatura de transición vítrea (Tg)
  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Reometría

  • Viscosidad
  • Tiempo de curado
  • Análisis mecánico dinámico, lineal y de torsión
Componentes

Los materiales que se producen por medio de procesos de fabricación semiacabados/terminados se utilizan en el desarrollo y la fabricación de componentes para empresas estructurales pensando en la aplicación de uso final. Dado que en esta etapa la aplicación de uso final se define específicamente, son cruciales la creación de prototipos, la fabricación y la práctica de pruebas para cumplir con las especificaciones. Cualquier falla de un producto puede comprometer la seguridad, especialmente en las industrias automotriz y aeroespacial.

Las soluciones de Waters/TA Instruments pueden ayudar a investigar las propiedades mecánicas que son cruciales para el desempeño del producto y para prevenir fallas en las aplicaciones del producto de uso final.

 

 

DMA de alta fuerza

  • Impacto
  • Fatiga

Dilatometría

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Sistemas de estructuras de carga

  • Tracción
  • Compresión
  • Compresión después del impacto
  • Flexión
  • Torsión
  • Cizallamiento
  • Impacto
  • Fatiga

 

Análisis termomecánico

  • Coeficiente de expansión térmica (CTE)

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