Composites amplían opciones de diseño

Cuando a un ingeniero le dan a diseñar una nueva pieza, comúnmente se enfoca en el esfuerzo, la temperatura, la conductividad, el desgaste, la corrosión o la funcionalidad de la pieza, incluso, al proceso de fabricación, sin embargo, a veces toma estas características como elementos aislados y no como un proceso total.

Es por eso que la empresa BASF en los últimos años ha desarrollado un amplio portafolio de composites junto con asesoría para las empresas que deseen diseñar sus productos con estos materiales. Este sistema parte de la idea de que es necesario combinar los materiales, las formas y los procesos de producción para crear una nueva oportunidad para el diseño en todos los sectores de la industria.

Así lo explicó Ricardo Mercado, ingeniero de desarrollo de aplicaciones de BASF para Norteamérica, al participar como ponente en el 4º Simposio y Exposición Manufactura de Autopartes, organizado por Carvajal Medios B2B en Querétaro, México.

El especialista comentó que hay cinco familias de materiales para el diseño que incluye vidrio, termoplásticos, elastómeros, cerámicos y metales, pero a veces estos están limitados y es entonces cuando los materiales híbridos ofrecen nuevas opciones.

“A veces estos materiales están limitados por sus características, por ejemplo un acero o un aluminio son rígidos comparados con un plástico, es ahí donde entra la oportunidad de los materiales híbridos, que combinan propiedades de estas cinco familias y crean nuevos materiales que son totalmente hechos a la medida de la aplicación que estamos diseñando”, comentó.

Algunos ejemplos de materiales híbridos son los composites, las estructuras de sándwich y las estructuras celulares, y están enfocados a crear soluciones que reduzcan el costo, incrementen el desempeño mecánico y permitan diseñar piezas más ligeras.

Un composite no es sólo unir un material A con un material B para formar uno nuevo con propiedades totalmente diferentes, es también la combinación de propiedades de los dos materiales. La matriz es la encargada de distribuir los esfuerzos y la fibra es la principal responsable de soportar la carga mecánica a la que está sometido el material. Además, la interfase es la encargada de unir la matriz con la fibra, pero tiene mucha participación en la resistencia que va a tener al final el nuevo material.

Un ejemplo real de las posibilidades de diseño con composites es la base del asiento del Opel Astra OPC, un sistema basado en fibras continuas con una impregnación de termoplástico, y con el que se logró un 45% de ahorro en peso comparado con el metal.