Carbono/kevlar/aramida ¿antes o después del sandwich?

[Marco]

Opiniones
¿qué ventajas tiene el poner el laminado de refuerzo de carbono, o kevlar o equivalente antes del sandwich, si tiene alguna?
O me equivoco o recuerdo ahora tablas laminadas con diferentes opciones: antes del sandwich, y después del sandwich. Aparte las que lo tienen en ambos lados.

 

[Windxurfer]

Opiniones
¿qué ventajas tiene el poner el laminado de refuerzo de carbono, o kevlar o equivalente antes del sandwich, si tiene alguna?
O me equivoco o recuerdo ahora tablas laminadas con diferentes opciones: antes del sandwich, y después del sandwich. Aparte las que lo tienen en ambos lados.

Pues parece que lo mejor es en la capa exterior, como en algunas de las construcciones de tablas en serie.
El kevlar tiene una absorción de impacto tremenda, por eso se usa en los chalecos anti-balas, así que sería acertado ponerlo en la capa exeterna para amortiguar los golpes de los talones y toda la zona del pié de mástil. Opino, no lo sé exactamente...

 

[Marco]

si, quizá habría que diferenciar entre los distintos materiales. No es lo mismo carbono que kevlar.

 

[JU]

Las tablas que yo he visto lo llevan todas por fuera. Otra cosa no te puedo decir.

 

[Gury]

Primero de todo la aramida es el comercialmente conocido kevlar 49 y es sencillamente un kevlar preparado para ser trabajado en resina(epoxi).

Mecanicamente a grandes pinceladas la fibra de carbono trabaja ( según los defectos de la fibra, zonas cristalinas y zonas de material no cristalino), a unas caracteristicas de resistencia especifica (resistencia a tracción / peso especifico)=carga máxima por tracción y modulo elástico específico (fuerza que se debe aplicar para deformar el material/ peso específico) = rigidez , superiores generalmente a las de la aramida. Sin embargo la aramida como es bien sabido resiste muy eficientemente los impactos disispando la energía en su red polimérica.

Resumiendo despues del toñazo soltado, la aramida sería empleado en la capa exterior sobre la capa de fibra de carbono y en mi opinión bajo la capa de fibra de vídrio, a fin de conseguir un gradiente lo más lineal posible de propiedades de modulo elástico y resistencia a tracción hacia la capa interior.

Un saludo y que os sea leve la lecturita

 

[MN]

Primero de todo la aramida es el comercialmente conocido kevlar 49 y es sencillamente un kevlar preparado para ser trabajado en resina(epoxi)

Mas bien al reves, el Kevlar es una marca comercial correspondiente a una aramida (que viene de aryl-amide), igual que el Nomex, Twaron y Technora son tambien aramidas que unicamente cambian la diamina.

 

[neira]

Los de NELSON FACTORY ponen los mismos refuerzos tanto bajo el PVC como sobre el PVC:

Una aclaración: el PVC NO ES EL SANDWICH.
El sandwich es el conjunto de tejidos y espuma de PVC alternados.

Bajo el PVC:

 

[Witchcraft Fuerteventura]

Los de NELSON FACTORY ponen los mismos refuerzos tanto bajo el PVC como sobre el PVC:

Una aclaración: el PVC NO ES EL SANDWICH.
El sandwich es el conjunto de tejidos y espuma de PVC alternados.

Bajo el PVC:

 

[neira]

Yo también me fijé en ellos la primera vez que visioné los videos.

Calzado de seguridad 100% homologado:

 

[Rafael Fernandez-Nespral]

Esta suele ser la distribución de materiales más habitual, en el sándwich en tablas de serie:

El tejido Carbón-Kevlar, suele ser lo que predomina encima del sándwich, este combina las propiedades del los dos tejidos, en zonas especificas y bajo este pueden aparecer laminados en carbono.

Las cubiertas terminadas en Madera (Wood) suelen llevar debajo, dependiendo de la zona; Glass, Carbono, Carbono-Kevlar y debajo el PVC del sándwich.

Debajo del sándwich no he visto la Aramida. A veces, se confunde el con tejido Glass amarillento, pegado al EPS, este color se debe a la resina epoxy empleada en el laminado.
El Kevlar o Aramida, se suele emplear en refuerzos de zonas críticas y en gramajes diferentes.

Aramida color amarillo-oro

Aramida de color verdoso

 

[Gury]

Primero de todo la aramida es el comercialmente conocido kevlar 49 y es sencillamente un kevlar preparado para ser trabajado en resina(epoxi)

Mas bien al reves, el Kevlar es una marca comercial correspondiente a una aramida (que viene de aryl-amide), igual que el Nomex, Twaron y Technora son tambien aramidas que unicamente cambian la diamina.

Maldita wikipedia, siempre , me engaña. Gracias por la correción.

Una pregunta sabeis de algun distribuidor de tejidos para composites que este bien de precio para compras en tamaño "el chapucillas" y no industrial?¿

 

[neira]

Jordi Sagristà, en BCN.
http://www.thecommerce.es/epages/ea9179.sf/

 

[Witchcraft Fuerteventura]

Hay 3 diferentes fuerzas que tiene que aguantar un cierto fibra: Tension, presion y impactos.

A tension la mejor fibra es:
Dyneema
Carbono
Aramida
Vidrio/Vidrio Hueca

A presion es:
Carbon
Vidrio hueca
Vidrio
Dyneema
Aramida

A impactos es:
Dyneema
Aramida
Vidrio Hueca
Vidrio
Carbono

Y en una tabla zona de impactos son: proa, cantos, carena
Zonas de alta presion son: Laminado exterior debajo de talones, zona de pliega de la carena (al aterizar plano) . Dispues tambien toda la zona donde van los pies o donde toca el mastil sin impacto. O el laminado interior en la zona de pliega en la carena.
Zonas de alta tension son: Laminado interior debajo de los talones, interior y exterior entre footstraps y caja mastil (al aterizar plano), Dispues tambien el laminado interior de toda la zona donde van los pies o toca el mastil.

Tambien hay que ver que las varias materiales empleados juntos en el mismo sitio trabajan juntos o que or lo menos el material mas rigido es suficiente para aguantar la fuerza maxima ya de su mismo. (si quieres levantar un peso con un cabla de acero juntos con un elastico, solo el cable acero tendra que aguantar el peso.)

En rigidez es:
Carbono
Dyneema
Vidrio/Vidrio hueca
Aramida

Para mi el carbon-kevlar no tiene mucho razon por tener bastante diferente rigidez entre las 2 materiales. El kevlar aguantaria las golpes pero solo hace algo cuando ya el carbono esta roto. Y de carbono solo hay 50% entonces rompe mas facil y cuando el carbono se habia roto, solo queda el 50% de kevlar. Entonces mejor usar solo carbono o kevlar. Solo si quieres una tabla con un rigidez intermedio y para una persona con estilo "controlado" (sin sobrecargas) puede ser un solucion. Pero alli el Dyneema tambien da un flex controlado pero aguanta mucho mas o incluso vidrio hueca o vidrio normal da casi el mismo resultado que C-K como todo tendra la misma rigidez y entonces trabaja juntos, y a un precio muy reducido.

Y por ejamplo si utilizas varias materiales en una zona, conviene de poner la mas rigida afuera. Alli es la mas eficiente y tambien, si acaba de romperse, es mas facil de reparar. Con un poco de suerte, el material debajo como aguanta mas flex, no se habia rota todavia. El Dyneema por ejamplo nunca se rompe, en impactos extremos, primero se rompe todas las otras materiales, incluso la resina.

Y hay mucho mas temas que cuentan para elegir donde va que material, por ejamplo por el acabado, pero por ahora es suficiente.

 

[Windxurfer]

vamos vamos, que no pare la cosa! todos queremos saber más!

 

[neira]

Ya, claro, pero es que el tejido carbono-kevlar es tan bonito y vende tanto...

 

[pau]

El Dynema és lo último que aconsejaria para una tabla. No sé ni me importa que relación tiene con el Kevlar pero su comportamiento és el mismo, al cabo de un cierto tiempo se ablanda y adios tabla (pura realidad pràctica - botavara aluminio vs botavara carbono). És mejor la fibra de vidrio de toda la vida.

Un shaper nunca debe perder de vista lo fundamental.
Velocidad, recto, en la ola, velocidad. Siempre la velocidad és lo primero.

 

[avlas]

...

Tambien hay que ver que las varias materiales empleados juntos en el mismo sitio trabajan juntos o que or lo menos el material mas rigido es suficiente para aguantar la fuerza maxima ya de su mismo. (si quieres levantar un peso con un cabla de acero juntos con un elastico, solo el cable acero tendra que aguantar el peso.)

...

Si tienes un cable de acero unido a una goma e intentas levantar un peso, sobre ambos actuará la misma fuerza de tracción, lo único que variará será su deformación debido a que no tienen el mismo módulo elástico los dos materiales. El acero apenas se alargará y la goma se alargará mucho e incluso se romperá, en este punto entra el concepto de alargamiento de rotura que es el alargamiento que puede sufrir un material hasta que se rompe.
A la hora de diseñar piezas de materiales compuestos (tablas de windsurf) se ha de tener presente este concepto ya la distribución de las capas de refuerzo ha de estar dispuesta para que los desplazamientos que sufren sean compatibles entre los diferentes materiales y no nos encontremos que una capa ya está rota y la inferior por ejemplo está aun trabajando al 20%.
Para optimizar el diseño, lo ideal es usar un programa de elementos finitos que nos dará la información necesaria para el refuerzo de la tabla.
También la experiencia en la construcción es clave y seguro que desde Witchcraft nos ofrecerán sus impresiones,
Saludos

 

[Gury]

Y por ejamplo si utilizas varias materiales en una zona, conviene de poner la mas rigida afuera. Alli es la mas eficiente y tambien, si acaba de romperse, es mas facil de reparar. Con un poco de suerte, el material debajo como aguanta mas flex, no se habia rota todavia. El Dyneema por ejamplo nunca se rompe, en impactos extremos, primero se rompe todas las otras materiales, incluso la resina.

En lo del carbono en la capa exterior no lo veo claro, un material rígido como el carbono (y con mayor módulo elástico que la fibra de vidrio) generará fracturas frágiles que se caracterizan por requerir mucha menos energía para la propagación de la grieta, por lo tanto el daño sería mucho mayor ante un impacto o cualquier tipo de tensión que generara una grieta (condicion necesaria para la rotura del material).

Además en una tabla de windsurf que absorbe el choppy de forma practicamente continua la sometemos a unas tensiones cíclicas que van degenerando el material hasta su fatiga. El tiempo hasta ésta se ve afectado por:

1. Tension media
2. Ductilidad y tenacidad: a mayor ductilidad/tenacida mayor vida a fatiga
3. tensiones a las que sea solicitada la pieza en el espacio (direcciones de los esfuerzos)
4. Acabado superficial: a superficie mas pulida más complicada la aparición de grietas que generalmente se originan en la superficie
5. Temperatura
6. Corrosiones

El factor 1 por ejemplo se verá reducido en las capas inferiores al ser parte de la onda atenuada por las materiales mas plásticos que disiparían mejor la onda. Y el dos es evidente.


Un saludo!

 

[Marco]

Aquí quería llegar yo, a las lecciones!!!

Pero me sorprende que en cuestión de materiales y su comportamiento, donde todo se reduce a matemáticas y números exactos, no esté todo el mundo de acuerdo. Debería haber una única solución.

Y el Carbon-kevlar ¿no será tan malo, no? Es un material bastante usado. Yo no entiendo nada, pero a simple vista, me imagino que al igual que la fibra trenzada aporta más ventajas que el mat, el carbono trenzado con el kevlar ayudará a dar rijidez (lo aguantará en cierta medida) y el kevlar trenzado, no al lado juntitos claro, aportará sus propiedades al conjunto.
Quiero decir que si yo trenzo hilos de metal con hilos de goma y tiro un objeto pesado contra el trenzado tensado en un marco, la goma aportará flexibilidad al conjunto (será más flexible que si fuera solo de metal) y el metal aportará dureza/aguante ante el objeto, en caso de que fuera lo suficientemente pesado como para vencer la amortigución inicial de la goma sola. En este caso el metal ayudaría a la red. En ambos casos estarían trabajando en conjunto. Y la goma y el metal son materiales completamente opuestos en cuanto a rigidez.

Es un ej. tosco, pero creo que sirve para explicar lo que quería decir.

Por supuesto, puede que me equivoque, pero como veo que hay entendidos en el tema, me podrán corregir

 

[Gury]

Aquí quería llegar yo, a las lecciones!!!

Pero me sorprende que en cuestión de materiales y su comportamiento, donde todo se reduce a matemáticas y números exactos, no esté todo el mundo de acuerdo. Debería haber una única solución.

Y el Carbon-kevlar ¿no será tan malo, no? Es un material bastante usado. Yo no entiendo nada, pero a simple vista, me imagino que al igual que la fibra trenzada aporta más ventajas que el mat, el carbono trenzado con el kevlar ayudará a dar rijidez (lo aguantará en cierta medida) y el kevlar trenzado, no al lado juntitos claro, aportará sus propiedades al conjunto.
Quiero decir que si yo trenzo hilos de metal con hilos de goma y tiro un objeto pesado contra el trenzado tensado en un marco, la goma aportará flexibilidad al conjunto (será más flexible que si fuera solo de metal) y el metal aportará dureza/aguante ante el objeto, en caso de que fuera lo suficientemente pesado como para vencer la amortigución inicial de la goma sola. En este caso el metal ayudaría a la red. En ambos casos estarían trabajando en conjunto. Y la goma y el metal son materiales completamente opuestos en cuanto a rigidez.

Es un ej. tosco, pero creo que sirve para explicar lo que quería decir.


Por supuesto, puede que me equivoque, pero como veo que hay entendidos en el tema, me podrán corregir

El ejemplo esta muy bíen planteado es claro y capta la esencia, los materiales que forman el material compuesto trabajan de forma conjunta.

Ahora vamos a la teoría de la ingenieria de materiales. Nos basamos en datos de los materiales y en lo que se conoce como regla de las mezclas( las propiedades de un material compuesto dependen de sus cantidades y las propiedades relativas de sus componentes dentro de la mezcla). La formula es algo así:

Propiedad (material compuesto) = sumatorio (propiedad componente* fracción volumetrica de cada componente en la mezcla)

Con esta regla se llega a la conclusión que la adiccion de un refuerzo (sea en grano, fibra corta, fibra continua o laminados) variará las propiedades de el material compuesto, segun el refuerzo y las direcciones del mismo (para fibras continuas estas serán continuas o variarán en determinadas direcciones).

Con datos de mis apuntes de materiales:

El kevlar tiene un modulo especifico 86,1 y una resistencia especifica de 3,1.
El carbono HS ( el usado para altas resistencias) tiene un modulo especifico de 158 y una resistencia especifica de 3,2.
(Los valores estas en la misma escala,pero por no aportar nada a esta chapuza de explicación los imaginamos adimensionales).

Por lo tanto la adicción de kevlar al carbono generaría un material compuesto menos rigido (esto es más ductil y por lo tanto menos frágil) sin variar practicamente su resistencia específica. Es decir conseguiríamos un material de la misma resistencia especifica pero mucho más resistente ante fracturas y fatiga.

De hecho es uno de los materiales más empleados en la industria aeronaútica pues se consigue una resistencia a tracción muy alta a pesos muy bajos y de gran resistencia a fractura(impactos) y a fatiga (tensiones cíclicas de las alas en vuelo por ejemplo).

Por lo tanto no es estética sino ingeniería.

Un saludo