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Universidad Católica de Santa María

Informe Tema

: Fabricación de estructuras sándwich

Grupo

: N° 09

Profesor

: Ing. Jonathan Almirón Baca

Alumnos :  Herrera Carrera Jorge André  Huamaní Samanamud Jhery Alexander  Llerena Quenaya Gabriel Alonso Fabricación de estructuras sándwich 1.-Introducción :

Una estructura sándwich es una estructura constituida pos dos pieles de material resistente entre las que se interpone un material ligero y, por lo general, de baja densidad. Este núcleo si bien aumentará el espesor y en mínima medida el peso de la nueva estructura comparada con una estructura simple, reportará grades beneficios desde el punto de vista de la rigidez del conjunto [1]. Una estructura sándwich está compuesta por tres elementos fundamentales : a)las pieles exteriores; b)el núcleo del sándwich; y c)la interfase de unión entre el núcleo y las pieles (generalmente un adhesivo) [2].

Cada uno de los elementos implicados cumple una función determinada. Las pieles exteriores son los elementos resistentes, generalmente realizadas con materiales de mejores propiedades que el resto; el núcleo, de material ligero, cuyas funciones principales son mantener separadas las pieles exteriores, brindar aislamiento térmico y transmitir los esfuerzo cortantes de una cara a la opuesta; y por último la interfase, que tiene como función principal mantener unido todo el conjunto[3].. Si un panel es sometido a flexión, las pieles exteriores experimentarán esfuerzos diferentes. Por ejemplo, la piel superior está sometida a la tracción, y la piel inferior estará sometida a compresión [4].

El núcleo debe mantener la distancia relativa entre las pieles y la distancia entre las pieles y la línea neutra. Debe el núcleo, por lo tanto, ser suficientemente resistente para poder soportar los esfuerzos de corte que se producen y evitar que se produzca un

desplazamiento de las pieles en el sentido longitudinal. Debe también soportar los esfuerzos de compresión perpendicular a las pieles [5]. Las pieles deberán ser capaces de resistir el esfuerzo de flexión al cual están sometidas a través de los correspondientes esfuerzos de tracción y compresión. De modo que la nueva estructura sándwich, comparada con la estructura simple, será mucho más resistente con sólo un mínimo aumento de peso [6].

La fabricación de una estructura sándwich puede realizarse de distintas maneras, según sean los medios disponibles, el destino y las necesidades del objeto a fabricar. La primera de ellas y la más simple, que puede usarse para paneles planos o de forma sencilla, es la de hacer adherir bajo ligera presión las dos chapas o cáscaras de plástico reforzado producidas por separado, sobre ambas caras del núcleo central, por medio de un adhesivo apropiado [7]. También pueden realizarse los estratificados exteriores del complejo, ya sea a mano o con un equipo de proyección, directamente sobre el núcleo, primero de un lado y a continuación del otro, polimerizando luego en caliente y bajo prensa o con el sistema de saco elástico [8]. Recientes desarrollos tecnológicos que facilitan la expansión in situ de determinados tipos de resina, de las que las poliuretánicas son un típico exponente, han venido asimismo a encontrar inmediata aplicación en esta clase de estructuras combinadas que se realizan en este caso mediante la introducción y expansión del producto destinado a constituir el núcleo del sándwich directamente dentro del espacio o hueco formado por las superficies o paredes resistentes del laminado exterior de PRFV. En todos los casos, es particularmente importante tener presente que la resistencia mecánica final de un elemento de construcción sándwich depende siempre no sólo de la resistencia combinada de sus dos capas exteriores y de la del núcleo interno de sostén, sino esencialmente de la solidez de la unión entre los laminados externos y el núcleo; o, dicho de otra manera, cualesquiera que sean los materiales que forman ese tipo de estructuras, su calidad estará

siempre vinculada de manera decisiva a la posibilidad de lograr una unión íntima, perfecta, entre el núcleo y los estratificados exteriores; lo cual, de ser necesario, deberá asegurarse por medio de un pretratamiento apropiado de las superficies internas de los laminados para un mejor anclaje del núcleo [9]. En cuanto a la elección del material más conveniente para la parte central del sándwich, es evidente que dependerá sobre todo del destino que habrá de tener la estructura. Por ejemplo, un expandido muy rígido, que proporciona en construcciones sometidas a cargas estáticas la mejor resistencia a la compresión, podría no ser muy apropiado para trabajar en presencia de continuas vibraciones a causa de su fragilidad. Para una estructura combinada, destinada entre otras cosas, a proporcionar un muy buen aislamiento térmico o frigorífico, sería un error usar un núcleo tipo nido de abeja en vez de un panal aislante de lana de vidrio de un material sintético como el poliuretano dotado de coeficiente de conductividad aún más bajo [10].

5.-Aplicación industrial : En la industria aérea es común que disminuir el peso de 1 lb (045 Kg) salve entre US $ 500 y US $ 1000 dólares; sin embargo, en vehículos espaciales la reducción de 1 lb puede significar miles de dólares salvados. Para lanzar una libra al espacio puede ser extremadamente costoso. El transbordador espacial utiliza muchos paneles de sandwich para mantener el peso en lo mínimo. Una nueva aplicación aeroespacial es en el telescopio espacial de Jet Propulsión Laboratory (JPL), fabricado con un núcleo de aluminio con caras de carbón en forma hexagonal.

6.-Bibliografía : Alejandro Besednjak (2005) “Materiales Compuestos”, Upc Edicions

[1]

[2]

Antonio Miravete (2002) “Los nuevos materiales en la construcción“, Editorial Reverté

[3]

Stephen W. Tsai, Antonio Miravete de Marco (1988) “Diseño y análisis de materiales compuestos”, Editorial Reverté

[4]

M. F. Ashby (2008) “Materiales para ingeniería 1”, Editorial Reverté

Antonio Reverté [5]

Miravete

(2007)

“Materiales

compuestos”, Editorial

[6]

Brian Cane,James Sellwood (1994) “Elementos y compuestos”, Editorial Reverté

[7]

Derek Hull (1987) “Materiales compuestos”, Editorial Reverté

[8]

Marco A. Pérez (2008) “Aplicaciones avanzadas de los materiales compuestos”

[9]

M. F. Ashby (2008) “Materiales para ingeniería 1”, Editorial Reverté

Alejandro Besednjak (2005) “Materiales Compuestos”, Upc Edicions [10]