La Fibra de vidrio, refuerza tus ideas!!!

La fibra de vidrio, sus tipos y aplicaciones!

Aunque a casi todo el mundo conoce la Fibra de Vidrio de una u otra de sus formas, no todo el mundo es conocedor de las aplicaciones y usos. Es material de incontables y sorprendentes usos y aplicaciones. Parte esencial en la confección de Composites, desde la construcción de un barco, las carcasas y las palas de los molinos eólicos, el recubrimiento de una piscina antigua de hormigón hasta la fabricación de una carenado de moto. Compañera inseparable de la resina de poliéster y Viniléster y también de la resina epoxi, es perfecta para la fabricación de Composites o PRFV (Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio). Ambos productos no son nada el uno sin el otro.

Con hilos cortados de fibra de vidrio también se hacen masilla reforzada (masilla de fibra) para reparaciones donde se necesita ciertas prestaciones y que es diferente a la conocida masilla de carrocero cuyo uso esta mas difundido y no contiene ningún refuerzo.

En ArQuimi te enseñamos sus tipos, clases y aplicaciones. Sigue con nosotros y te lo mostramos en este Post.

¿Qué es y para qué sirve cada gramaje de Fibra de Vidrio?

No solo es el gramaje el que determina la resistencia de un laminado como se indica erróneamente en alguna que otra página web aunque este tiene mucho que ver. El gramaje es el peso de fibra de vidrio por metro cuadrado que tiene el producto, a excepción de los hilos de proyección o de enrollamiento que se hace por TEX.

Por ejemplo, una fibra de vidrio MAT 300, el numero hace referencia a 300 gr/m2, igual que el MAT 450 o MAT 225, que son 450 o 225 gr/m2. Igual sucede con los tejidos de fibra de vidrio incluso con la fibra de carbono.

Aunque a mayor gramaje puedes conseguir mejores prestaciones mecánicas, no solo este concepto otorga la resistencia mecánica, el valor más importante a igualdad de espesor es el ratio fibra/resina.

Tomando como norma no escrita que el consumo de resina en una laminado manual es de 2 partes de resina por una parte de fibra de vidrio (ratio 2 a 1), si conseguimos reducir el consumo de resina, aumentamos automáticamente el de fibra por lo que conseguimos menor peso y mejores prestaciones mecánicas. Por ello, el método de fabricación de una pieza con fibra de vidrio tiene mucho que ver con las prestaciones finales.

Tipos de fibras de vidrio

Aunque existen muchos tipos, os dejamos una breve explicación de los más comunes tanto por su uso como su disponibilidad en el mercado.

Velo de fibra de vidrio

El Velo de fibra de vidrio: tiene una apariencia y acabado muy fino, es quizás la fibra de vidrio más ligera en el mercado. Con un peso aproximadamente de 25 o 30 gramos por metro cuadrado se emplea como capa inicial cuando moldeamos sobre molde rígido (la capa siguiente al gelcoat) o como capa final cuando realizamos una reparación y tratamos de eliminar la rugosidad de fibras de mayor gramaje que hemos aplicado anteriormente. Muy utilizado en la fabricación de moldes o el los revestimientos de piscinas o azoteas.

Ejemplo de acabado del recubrimiento de una piscina acabado con velo

El Velo de fibra de vidrio se usa principalmente en aplicaciones manuales ya que su disposición en el laminado es laboriosa.

Malla de fibra de vidrio

Malla de fibra de vidrio 50 gr/m2: es un producto en forma de malla (presenta unos huecos entre la trama y la urdimbre denominada ventana). Usada en el sector de la piedra para reforzar la parte trasera de las losas de mármol, granito, etc., en el sector de la pintura o para reparaciones con pocos requisitos mecánicos.

La Malla de fibra de vidrio se usa principalmente en aplicaciones manuales.

Fibra de vidrio MAT o Chopped Strand MAT

Fibra de vidrio MAT: la fibra más común y usada en el mercado. Denominada como MAT de hilos cortados (CSM, Chopped Strand Mat) con aglomerantes en polvo o emulsión, este último el más común y utilizado.

Está formada por hilos cortados, entrelazados aleatoriamente, aglomerados y prensados, forman una manta que tiene un alto poder de absorción de las resinas de poliéster y Viniléster. El MAT de hilos cortados no es compatible con resina epoxi.

Los gramajes que se pueden encontrar en el mercado son 100, 225, 300, 450 y 600, todos medidos en gramos/m2.

Ejemplo de MAT o Manta de hilos cortados

El MAT con binder en emulsión es usado para todo tipo de piezas en Composite, depósitos, piezas industriales, náutica, piscinas, etc. Es un estándar en el mercado y su principal característica es la facilidad de uso, su disponibilidad y su precio.

El MAT con binder en polvo es usado principalmente para laminados donde la resistencia química de las primeras capas son esenciales para desarrollar esta función. Su humectación es más rápida y sencilla que su homóloga en emulsión. Debido a tener una mayor absorción de resina respecto a su peso la hacen ideal para esta aplicación. Es usada comúnmente como las capas más cercanas al agua en una piscina o un barco y en las capas de los tanques de almacenamiento de productos químicos (barrera química).

El MAT de hilos cortados se usa principalmente en aplicaciones manuales e infusión, para este último sistema de aplicación es recomendable con binder o aglutinante en polvo.

Fibra de vidrio Roving

La Fibra de vidrio Roving conocida como tejido roving y no está hecha con hilos cortados sino tejidos. Es la fibra de vidrio más usada cuando el laminado requiere unas características mejoradas para refuerzos estructurales. confiere una alta resistencia al laminado. Siempre se combina con fibra MAT ya sea por separado o cosido al tejido (compuesto tejido/Mat). Existen en diferentes gramajes de Tejido Roving y los mas comunes van desde los 300, 500, 800 o 1600 gramos/m2. Puede usarse tanto con resina poliéster como resina epoxi.

Ejemplo de Tejido Roving o Woven Roving

El Tejido de fibra de vidrio Roving se usa principalmente en aplicaciones manuales e infusión.

Fibra de Vidrio CombiMat

El combimat o Compuestos Tejido/MAT: este tipo de fibra combina el MAT y los tejidos Roving que ya hemos comentado anteriormente.

Ejemplo de un compuesto Tejido/Mat, se puede apreciar en cada lado de la capa del tejido y del Mat

Se combinan tantos gramajes de MAT y Tejido existen aunque los mas comunes son el 300/500, 300/800 y el 300/800 y el 450/800 aunque se puede combinar con velos u otros gramajes mas livianos.

Roving de Proyección o Direct Roving

Roving de proyección o enrollamiento: se presentan en un rollo de una mecha de hilos de fibra de vidrio con una composición que puede variar entre los 1200, 2400, 4800 hasta los 9600 TEX. La densidad lineal del hilo de fibra de vidrio determinado por su micraje y el número de hilos. Se expresa en tex. (Un tex = 1 g/Km).

Ejemplo de aplicación por proyección de hilo roving o Spray Up

Se usa en aplicaciones de proyección, por enrollamiento en el filament winding o en pultrusión.

Los Multiaxiales, la nueva generación de la fibra de vidrio

Dentro de la fibra de vidrio y desde no hace muchos años, el uso de tejidos con construcciones no trenzadas es ya una practica habitual. La disposición de la mechas de fibra de vidrio (cosidas y no tejidas) confieren a este tipo de fibra características superiores para fabricar materiales compuestos de altas prestaciones.

Este tipo de fibra de vidrio tiene un uso cada vez extendido y es un referente en la fabricación de cascos de embarcaciones, super estructuras, carcasas y palas en la industria eólica o para refuerzos estructurales en la fabricación de depósitos.

Como sucede con el tejido roving, este material puede presentarse solo o con Mat de hilos cortados. Es compatible tanto con resina de poliéster como resina epoxi.

Tipos de Multiaxiales

• Tejido Unidireccional. La fibra en mas de un 95% esta dispuesta en una sola dirección, comúnmente en el 0º.
• Tejido Biaxial +/-45º. La fibra de vidrio esta dispuesta en dos direcciones formando una X en los grados +45º y -45º.
• Tejido Bidireccional 0-90º. La fibra de vidrio esta dispuesta en dos direcciones formando una + en los grados 0º y 90º.
• Tejido Triaxial. La fibra de vidrio esta dispuesta en tres direcciones formando una X en los grados +45º y -45º y el 0º.
• Tejido Cuadraxial. La fibra de vidrio esta dispuesta en cuatro direcciones formando una X en los grados +45º y -45º una + en los grados 0º y 90º.

A diferencia del tejido roving, los Multiaxiales tienen un consumo menor de resina, tanto de poliéster como de resina epoxi a la vez que obtiene altas prestaciones mecánicas y una mayor adaptabilidad a superficies no planas.

CONSUMOS Y ESPESORES DE LA FIBRA DE VIDRIO

Como norma general, a mayor gramaje menor consumo de resina pero peor adaptabilidad a zonas complejas.

¿Dónde usar cada tipo de fibra de vidrio y sus gramajes?

Normalmente se usan fibras de vidrio con gramajes bajos sobre todo en las primeras capas de un laminado que se realiza sobre molde o para acabar un recubrimiento (por ejemplo el de una piscina) y dejar un acabado mas fino.

Los gramajes bajos son también utilizados en laminados expuestos a productos químicos o en laminados que van a estar en contacto con agua (barcos, piscinas, etc.) ya que su ratio resina/fibra es mayor en resina respecto a los laminados con gramajes mas altos y por tanto su resistencia a hidrolisis o ataques químicos es mayor.

Los gramajes ligeros son también usados en laminados con una geometría compleja por su facilidad de adaptación mientras se lamina y su rápida humectación.

La fibra de vidrio de gramajes bajos y teniendo en cuenta la facilidad para conseguirla en el mercado son los velos de superficie de 30 y 50 gramos/m2, el MAT 100, 150 225 y 300 gramos/m2.

Ejemplo de Tejido Roving de ventaja abierta

El gramaje medio o alto se aplica para otorgar espesor y resistencia mecánica al laminado. Mientras mayor sea el gramaje con mas facilidad llegaremos a obtener el espesor deseado.

Anteriormente comentábamos que el ratio de resina/fibra en gramajes bajos nos daban mejores prestaciones de resistencia química, con los gramajes altos los valores cambian aumentando el de la fibra y disminuyendo el de la resina por lo que tendremos mejores propiedades mecánicas pero peores en cuanto a resistencia química.

Dentro de los gramajes altos entran un gran número de productos como es el MAT de gramaje alto, los tejidos woven roving o los compuestos Tejido/MAT.

Los productos mas presentes en el mercado son el MAT 450, 600 o 900 gramos/m2, el tejido 500 u 800 gramos/m2 y los compuestos Tejido/MAT en sus diferentes combinaciones, 500/300, 800/600, 800/450, etc.

Arquimi consejo 1: para facilitar la humectación de la fibra de vidrio de gramajes altos, podemos mojar la fibra de vidrio (te indicamos mas abajo como) y esperar 3-5 minutos antes de acoplarla perfectamente a la superficie a laminar con la brocha o el rodillo desaireador. Debes saber que el estireno que contiene la resina es el responsable de deshacer el aglutinante de la fibra de vidrio por lo que si le dejas actuar unos minutos te facilitará el trabajo de adaptación de la fibra de vidrio a la superficie a laminar y reducirás el consumo de resina.

¿Cómo uso la fibra de vidrio?

Todas las fibras de vidrio que hemos mencionado anteriormente deben ser aplicadas en combinación de una resina de poliéster, viniléster o epoxi.

En el caso de las resinas de poliéster y viniléster y una vez que a la resina se le ha incorporado el peróxido o catalizador debe ser mezclada de manera homogénea. Sobre la superficie que se desea laminar, se aplica con una brocha o rodillo una parte de la resina, una vez hecho esto posicionaremos la fibra de vidrio seleccionada. Una vez hecho esto volveremos a mojar la fibra de vidrio con más resina haciendo que esta, fluya de debajo hacia arriba y la que esta arriba vaya hacia abajo humectando todo de manera uniforme.

Iremos colocando capas de fibra de vidrio necesarias hasta completar nuestro laminado.

ArQuimi consejo 2: debes tener en cuenta que debido a la exotérmica de las resinas es posible que no puedas aplicar todas las capas del laminado de golpe. Por ello, te recomendamos que no excedas de tres capas en cada aplicación dejando que el laminado cure entre las aplicaciones. Por ejemplo, si vas a realizar un laminado de 2 capas de MAT 300 y 3 capas de MAT 450, aplica las dos primeras fibras y posteriormente y una vez seco el laminado las 3 siguientes.

Nos ayudaremos con una brocha para repartir la resina y acoplar la fibra de vidrio. Nos podemos ayudar de un rodillo desaireador para repartir la resina y eliminar las oclusiones de aire.

Si quieres saber mas acerca del PRFV (Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio), puedes leer todos nuestros posts en el Blog de ArQuimi.

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