Diseño de laminados de fibra de carbono: orientación, rigidez y apilado

Si solo necesita placa de stock, empiece por la guía de placas. Este artículo explica la orientación y los datos previos a un presupuesto estructural. Geometría y taladros: guía de diseño.

1. La cinta unidireccional y el tejido no hacen el mismo trabajo

El UD coloca casi todas las fibras en una dirección: rígido a lo largo y débil a través. El tejido ya tiene dos direcciones en una capa, pero el ondulado en los cruces baja la rigidez frente a una cinta UD recta de la misma fibra [1][2].

2. Usar 0°, 90° y ±45° con intención

La teoría clásica trata cada capa como rígida según la fibra y flexible en perpendicular, y suma las capas en el espesor [1]. En taller:

• Las capas a 0° llevan tracción y compresión a lo largo del eje definido en el plano.
• Las capas a 90° llevan la carga en el plano, perpendicular a ese eje.
• Las parejas ±45° llevan cortante. Un +45° sin −45° genera acoplamiento a torsión.
• Equilibrado: capas +θ y −θ emparejadas. Simétrico: espejo respecto al plano medio, lo que lleva el acoplamiento flexión-extensión hacia cero [1].
• Un punto de partida habitual, [0/±45/90]s, suele llamarse cuasi isótropo en el plano. La flexión sigue dependiendo de las capas exteriores.

3. Separar la ficha técnica y el ensayo del laminado

Una ficha de fibra o preimpregnado vale para ese producto y su método. La placa terminada depende también de ángulos, volumen de fibra, vacíos, curado y dirección del ensayo. ASTM D3039 es tracción; ASTM D7264 es flexión. No son intercambiables ni una resistencia válida para cualquier espesor [3][4]. CMH-17 explica cómo se construyen los admisibles a partir de ensayos [2].

MASTERMATE puede laminar y cortar placa de carbono. Este artículo no publica un módulo de fábrica, una resistencia ni un contenido de fibra. Si el programa necesita un admisible, acuerde antes de producir el método, la dirección de la probeta y el apilado.

4. Qué debe llevar el plano o la solicitud

1. Eje de referencia: qué borde es 0°.
2. Apilado y forma (UD o tejido), o las direcciones de rigidez si la fábrica puede proponer el apilado.
3. Espesor final y la tolerancia que de verdad importa.
4. Fibra y resina si están fijadas; si no, «selección de fábrica, sujeta a aprobación».
5. Caso de carga en una frase: tracción, flexión, cortante o combinación, y el ambiente si no es seco a temperatura ambiente.
6. Si la pieza debe quedar plana tras el curado. Es simetría y proceso, no una foto del tejido.

Envíe el paquete por piezas de carbono a medida. Los formatos de stock están en la placa de carbono; un apilado estructural puede diferir. Antes de fijar taladros, lea las reglas de CNC.