Verdaderas herramientas de competitividad e innovación, los materiales compuestos ofrecen a los industriales nuevas posibilidades en el diseño de productos más eficientes y mejor adaptados a las exigencias de uso. Sin embargo, todavía tienen poco peso frente a los plásticos, el aluminio o incluso el acero. FILAB acompaña a los industriales en la optimización y el uso de estos materiales compuestos, sometidos a problemáticas de análisis específicas.
Los materiales compuestos: cuando 1+1 hacen 3
En ciencia, un material denominado «compuesto» es un ensamblaje de al menos dos componentes cuyas propiedades respectivas se complementan para formar un nuevo material con prestaciones globales mejoradas.
Compuesto por una matriz principal (orgánica, cerámica o metálica) y un refuerzo (generalmente en forma de fibras), el material compuesto posee propiedades destinadas a mejorar la calidad del producto y su vida útil, teniendo en cuenta su uso final. Con una resistencia mecánica comparable a la de metales como el acero, los compuestos se utilizan por su baja densidad, aligerando así la pieza final y ofreciendo una mayor flexibilidad de diseño (formas más complejas).
Las aplicaciones industriales de los materiales compuestos
Aunque todavía poco generalizados frente a los materiales «clásicos», que cuentan con una ventaja histórica en términos de saber hacer e inversiones dentro de las plantas de producción, los compuestos van ganando progresivamente peso en las estrategias industriales de diferenciación e innovación. Ante normas medioambientales y de seguridad cada vez más exigentes, los industriales buscan optimizar su proceso de producción mediante el uso de nuevos materiales, como los materiales compuestos.
Hoy en día, los compuestos encuentran sus principales aplicaciones en el sector del transporte -la aeronáutica, la automoción o incluso la industria ferroviaria-, en el que la ligereza de los materiales se traduce en ahorro de consumo energético. Durante mucho tiempo relegados a piezas secundarias, los industriales optan cada vez más por utilizar materiales compuestos en sus procesos de producción para aligerar de forma notable las piezas de equipamiento sin afectar a su solidez ni a su rendimiento.
Los fabricantes de equipamiento deportivo también han sabido aprovechar los materiales compuestos para mejorar las condiciones de uso y la practicidad de sus equipos. Manteniendo el carácter resistente y rígido de los materiales deportivos, los compuestos permiten asociar otras propiedades específicas del uso del producto, como la ligereza (más velocidad) o la resistencia a las condiciones térmicas. Por ejemplo, la producción de esquís se ha asociado a fibras de sílice que permiten ganar en velocidad de deslizamiento y practicidad.
Más recientemente, los compuestos desempeñan un papel creciente en el sector de los dispositivos médicos (implantes dentales, prótesis…). A pesar de las importantes exigencias en términos de biocompatibilidad, que requieren varios controles y exámenes, el carácter aligerado de los dispositivos médicos supone una mejora de la calidad de vida para los pacientes afectados.
FILAB analiza las características y el rendimiento de sus materiales compuestos
Aunque el uso de los compuestos presenta numerosas ventajas, la variedad de mezclas posibles hace que el análisis de compuestos sea más difícil que para los materiales clásicos. Los conocimientos y las herramientas en torno a estos nuevos materiales siguen siendo limitados y las predicciones de comportamiento son restringidas. Por ello, el apoyo de un proveedor externo de servicios analíticos que disponga, por un lado, de herramientas de análisis y, por otro, de experiencia en materiales, le ayuda a llevar a cabo con éxito sus proyectos de I+D.
Con un parque analítico de 5 200 m² y un equipo de expertos en materiales, el laboratorio FILAB acompaña a industriales de todos los sectores en la integración, el control o la mejora de materiales compuestos en el proceso de producción.
FILAB puede intervenir en varios tipos de prestaciones:
- Caracterización de la estructura del material compuesto: longitud, diámetro, grado de impregnación en la masa…
- Identificación de los distintos componentes del material compuesto procedentes de las mezclas de matriz, refuerzo y aditivo.
- Peritaje de compuestos y estudio de fallos: rotura, no conformidad, delaminación, envejecimiento, cambio de color…
Para ello, nuestro laboratorio dispone de un Microscopio Electrónico de Barrido, acoplado a una sonda EDX, que permite estudiar las diferentes estructuras del compuesto (fibra de carbono, fibra de vidrio, cerámica…). Asimismo, los análisis termogravimétricos mediante ATG acoplada a infrarrojo FTIR permitirán poner de relieve las especificidades fisicoquímicas del material en función de las temperaturas.
Laboratorio independiente, dotado de un equipo de doctores e ingenieros con experiencia en el análisis de materiales compuestos, FILAB le garantiza una gestión rápida de sus solicitudes, así como un acompañamiento personalizado para sus proyectos industriales.
