
En general, cuando no se especifica, se entiende por composite a aquel
material compuesto formado por fibras rectas y largas situadas en el interior de
una matriz que mantiene a las fibras unidas y distribuye los esfuerzos. Las
fibras soportan la mayor parte de las cargas mientras que la matriz se
responsabiliza de la tolerancia al daño (golpes) y del comportamiento a fatiga .
Una fibra es una multitud de fibras . Por lo tanto , lo que se ve a simple vista
se llama bundle o yarn . Un bundle puede tener desde 3 103 a 12 103 fibras . Las
fibras ofrecen sus mejores propiedades cuando trabajan en la dirección de la
fibra , es decir ,que en un caso ideal deberían alinearse las direcciones de las
fibras con la dirección de la fuerza exterior.
Las fibras se sitúan en capas o láminas superpuestas en la dirección del espesor
obteniendo estructuras que se llaman laminados. Las láminas nunca se superponen
con la misma orientación. Se deberá estudiar a fondo la secuencia de apilación y
orientación adecuada para cada caso. La secuencia de apilación y orientación
tiene más importancia incluso que las características físicas de las fibras y la
matriz y es quien va a dar la propiedades finales al laminado. Usando las mismas
fibras y matriz y variando secuencia de apilado y orientación se pueden
conseguir infinitos comportamientos. Jugando con estos parámetros se pueden
conseguir comportamientos radicalmente diferentes en resistencia , rigidez ,
tolerancia al daño , estabilidad dimensional o delaminación.
En el cálculo correcto de piezas de materiales compuestos, la geometría y el
material ( fibras , matriz , secuencia de apilado y angulación) deben diseñarse
a la vez interactivamente. Obviamente el cálculo es mucho más complicado que
para materiales clásicos. Se deberá conocer a fondo el comportamiento ortótropo
de los materiales compuestos para poder sacarles todo su rendimiento. Las fibras
se pueden obtener como fibras secas o como preimpregnados (prepeg ) . La
fabricación con preimpregnados es la que mejores calidades ofrece. A pesar de
que para su almacenamiento son necesarias temperaturas muy bajas y los ciclos de
procesado son a alta temperatura y presión, es la forma más sencilla de
fabricación de materiales compuestos.
En general , la desventaja más clara de los materiales compuestos es el precio.
Las características de los materiales y de los procesos encarecen mucho el
producto. Para ciertas aplicaciones las buenísimas mecánicas como la alta
rigidez específica( E/r) , la buena estabilidad dimensional , la tolerancia a
alta temperaturas ,la resistencia a la corrosión , la ligereza o una mayor
resistencia a la fatiga que los materiales clásicos compensan el alto precio.
