FABRICACIÓN DE ESTRUCTURA
SANDWICH
ING. EMILIO CHIRE RAMIREZ
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA,
MECÁNICA-ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA
PRÁCTICA N° 9
MATERIALES DE INGENIERIA II
 Definir un material compuesto de
estructura sandwich (multicapas) usado
en ingeniería
 Describir los tipos de paneles sándwich,
los proceso de fabricación, y usos
 Fabricar un panel sándwich con piel de
plástico reforzado con fibra de vidrio y
núcleo de panel nido de abejas de
cartulina.
OBJETIVOS
MATERIALES DE NÚCLEO
Introducción
Una estructura sandwich es una estructura constituida por 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 grandes beneficios desde el punto de vista de la rigidez del
conjunto.
Concepto de estructura sandwich
Una estructura sandwich está compuesta por tres elementos fundamentales: a)
las pieles exteriores; b) el núcleo del sandwich; y c) la interfase de unión entre
el núcleo y las pieles (generalmente un adhesivo).
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 (si cabe) y transmitir los esfuerzos cortantes de una
cara a la opuesta; y por último la interfase, que tiene como función principal
mantener unido todo el conjunto.
Si un panel sandwich es sometido a flexión como en la figura, las pieles
exteriores experimentarán esfuerzos diferentes. Por ejemplo, la piel superior
está sometida a tracción, y la piel inferior estará sometida a compresión:
PANEL SANDWICH-TEJA
PANEL SÁNDWICH : MADERA /ESPUMA (PARA AISLAMIENTO TÉRMICO)
PANEL SÁNDWICH : FIBRA DE VIDRIO / NIDO DE ABEJA
PANEL SANDWICH CON NÚCLEO EN FORMA DE PANAL
PANEL SANDWICH
ALA O PIEL
ADHESIVO
PANAL O NUCLEO
ALA O PIEL FABRICADO PANAL SANDWICH
Una estructura sandwich está compuesta principalmente de tres elementos:
LAS PIELES O ALAS DEL
SÁNDWICH
EL NÚCLEO DEL SÁNDWICH
LA INTERFASE DE UNIÓN ENTRE
LAS ALAS Y EL NÚCLEO
que están generalmente
compuestas por unas láminas
delgadas y resistentes y
generalmente con mejores
propiedades que el resto de
componentes.
que es generalmente un material
ligero cuya función principal es
separar las alas y transmitir los
esfuerzos cortantes de un ala a la
otra.
La interfase de unión entre las alas
y el núcleo, que tiene como objeto
mantener unidos el núcleo y las alas.
que tiene como objeto mantener
unidos el núcleo y las alas.
Esta configuración presenta gran
interés en materiales compuestos
porque permite aumentar la
rigidez y la resistencia de un
elemento sometido a flexión o a
compresión sin apenas aumena el
peso.
SETA (FLEX-CORE)
HEXAGONAL
 Proceso de expansión: consiste en cortar las hojas de un
rollo, aplicando un adhesivo entre intervalos de su superficie.
Después cada una de las hojas se apilan y se curan para unir
fuertemente las hojas. El bloque obtenido se corta a las
dimensiones requeridas y se estira expandiéndolas para tomar
el tamaño deseado.
 Proceso de corrugado: proceso parecido al anterior pero
utiliza sistemas de rodillos especiales que convierten el
material en una hoja corrugada, se aplica igualmente
adhesivos a las líneas nodales y se ensamblan en un bloque.
Ya que las láminas corrugadas ya tienen forma rígida estas no
se expanden solo se procede a curarlas entre sí.
PROCESO DE MANUFACTURA
PROCESO DE MANUFACTURA
PROCESO DE EXPANSION PROCESO DE CORRUGADO
PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL
EQUIPOS Y HERRAMIENTA
 Balanza
 Vidrios
 Cronometro
 Tijera
 Cuter
 Rodillo
 Espatula
 Brocha
 Balde
MATERIALES
 Resina poliester cristal
 Catalizador MEK
 Acelerador: octoato de Cobalto
 Monómero de estireno
 Pigmentos
 Vasos descartables
 Bajalenguas
 Cera desmoldante
 Alcohol polivinílico
 Thinner
 Cartulina
 Waype
1. Para la fabricación de panal empleando cartón cartulina o cualquier otro
material que usted desee debe fabricarse en función del ejemplo entregado a
cada grupo de trabajo y quedar tal como se muestra en la imagen.
2. Emplear los laminados fabricados anteriormente
por método de contacto a mano ( hand lay –up) que
servirán como pieles de la estructura sandwich
3. Se procede a preparar la resina tal como lo indica
la tabla 10.2 para la estrcutura sandwich
4. Luego de preparada la resina (adhesivo) esparcir la misma sobre las caras
rugosas de las láminas (solo en una de las caras), mojar también con la resina el
panal fabricado y luego proceder a unir el panal con las pieles o laminas
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  • 1.
    FABRICACIÓN DE ESTRUCTURA SANDWICH ING.EMILIO CHIRE RAMIREZ ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA-ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA PRÁCTICA N° 9 MATERIALES DE INGENIERIA II
  • 2.
     Definir unmaterial compuesto de estructura sandwich (multicapas) usado en ingeniería  Describir los tipos de paneles sándwich, los proceso de fabricación, y usos  Fabricar un panel sándwich con piel de plástico reforzado con fibra de vidrio y núcleo de panel nido de abejas de cartulina. OBJETIVOS
  • 3.
    MATERIALES DE NÚCLEO Introducción Unaestructura sandwich es una estructura constituida por 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 grandes beneficios desde el punto de vista de la rigidez del conjunto. Concepto de estructura sandwich Una estructura sandwich está compuesta por tres elementos fundamentales: a) las pieles exteriores; b) el núcleo del sandwich; y c) la interfase de unión entre el núcleo y las pieles (generalmente un adhesivo).
  • 4.
    Cada uno delos 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 (si cabe) y transmitir los esfuerzos cortantes de una cara a la opuesta; y por último la interfase, que tiene como función principal mantener unido todo el conjunto. Si un panel sandwich es sometido a flexión como en la figura, las pieles exteriores experimentarán esfuerzos diferentes. Por ejemplo, la piel superior está sometida a tracción, y la piel inferior estará sometida a compresión:
  • 8.
  • 12.
    PANEL SÁNDWICH :MADERA /ESPUMA (PARA AISLAMIENTO TÉRMICO)
  • 13.
    PANEL SÁNDWICH :FIBRA DE VIDRIO / NIDO DE ABEJA
  • 15.
    PANEL SANDWICH CONNÚCLEO EN FORMA DE PANAL
  • 22.
    PANEL SANDWICH ALA OPIEL ADHESIVO PANAL O NUCLEO ALA O PIEL FABRICADO PANAL SANDWICH
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    Una estructura sandwichestá compuesta principalmente de tres elementos: LAS PIELES O ALAS DEL SÁNDWICH EL NÚCLEO DEL SÁNDWICH LA INTERFASE DE UNIÓN ENTRE LAS ALAS Y EL NÚCLEO que están generalmente compuestas por unas láminas delgadas y resistentes y generalmente con mejores propiedades que el resto de componentes. que es generalmente un material ligero cuya función principal es separar las alas y transmitir los esfuerzos cortantes de un ala a la otra. La interfase de unión entre las alas y el núcleo, que tiene como objeto mantener unidos el núcleo y las alas. que tiene como objeto mantener unidos el núcleo y las alas. Esta configuración presenta gran interés en materiales compuestos porque permite aumentar la rigidez y la resistencia de un elemento sometido a flexión o a compresión sin apenas aumena el peso.
  • 25.
  • 26.
     Proceso deexpansión: consiste en cortar las hojas de un rollo, aplicando un adhesivo entre intervalos de su superficie. Después cada una de las hojas se apilan y se curan para unir fuertemente las hojas. El bloque obtenido se corta a las dimensiones requeridas y se estira expandiéndolas para tomar el tamaño deseado.  Proceso de corrugado: proceso parecido al anterior pero utiliza sistemas de rodillos especiales que convierten el material en una hoja corrugada, se aplica igualmente adhesivos a las líneas nodales y se ensamblan en un bloque. Ya que las láminas corrugadas ya tienen forma rígida estas no se expanden solo se procede a curarlas entre sí. PROCESO DE MANUFACTURA
  • 27.
    PROCESO DE MANUFACTURA PROCESODE EXPANSION PROCESO DE CORRUGADO
  • 28.
  • 29.
    EQUIPOS Y HERRAMIENTA Balanza  Vidrios  Cronometro  Tijera  Cuter  Rodillo  Espatula  Brocha  Balde MATERIALES  Resina poliester cristal  Catalizador MEK  Acelerador: octoato de Cobalto  Monómero de estireno  Pigmentos  Vasos descartables  Bajalenguas  Cera desmoldante  Alcohol polivinílico  Thinner  Cartulina  Waype
  • 30.
    1. Para lafabricación de panal empleando cartón cartulina o cualquier otro material que usted desee debe fabricarse en función del ejemplo entregado a cada grupo de trabajo y quedar tal como se muestra en la imagen. 2. Emplear los laminados fabricados anteriormente por método de contacto a mano ( hand lay –up) que servirán como pieles de la estructura sandwich 3. Se procede a preparar la resina tal como lo indica la tabla 10.2 para la estrcutura sandwich
  • 31.
    4. Luego depreparada la resina (adhesivo) esparcir la misma sobre las caras rugosas de las láminas (solo en una de las caras), mojar también con la resina el panal fabricado y luego proceder a unir el panal con las pieles o laminas