Investigación sobre aplicaciones de tejido de sarga de basalto en vehículos aéreos no tripulados (UAV).

Fibra de basaltoCómo se fabrica, su estructura y su resistencia.

Material natural y no tóxico fibra de basalto se produce fundiendo y extrayendo rocas volcánicas. Para crear fibras de basaltoEl mineral de basalto se calienta a unos 1500 °C antes de ser estirado en hilos continuos a través de hileras de aleación de platino-rodio. La fibra de basalto posee cualidades superiores debido a su origen geológico: soporta un amplio rango de temperaturas, pero su funcionamiento continuo a 600 °C supera al de la mayoría de las matrices de resina y fibra de vidrios. La resistencia de la fibra de basalto a los ambientes alcalinos y ácidos garantiza una vida útil prolongada en un entorno hostil, como la alta humedad y la presencia de gases corrosivos, en comparación con algunas variantes de GFRP.

Explorando los patrones de tejido de sarga

El tejido de sarga produce flotaciones extendidas de urdimbre o trama que generan una tela que cae con eficacia y se ajusta perfectamente. Telas de sarga Son más fáciles de colocar a mano en piezas de UAV con perfiles curvos complejos, como tomas de aire y carenados de alas, que los tejidos de ligamento tafetán, lo que simplifica el proceso de colocación manual y reduce defectos como arrugas o desalineación de las fibras. Su ventaja radica en que pueden utilizarse en moldeo por infusión de resina asistida por vacío (VARTM) y moldeo por transferencia de resina (RTM).
Las ventajas mecánicas de la estructura de sarga radican en que sus largos hilos flotantes reducen la ondulación de las fibras. Teóricamente, la ondulación de las fibras debería mejorar la eficiencia de conversión de la resistencia a la tracción, lo que permite que el material compuesto aproveche al máximo dicha resistencia. Sin embargo, los tejidos de sarga no poseen tantos hilos entrelazados como los tejidos de ligamento tafetán, lo que tiende a disminuir ligeramente su módulo de cizalladura en el plano debido a la mayor flexibilidad del tejido.

Efecto de fortalecimiento sinérgico de la estructura de sarga sobre la tolerancia al daño.: Compuestos de polímero reforzado con fibra de basalto (BFRP) Ya se sabe que poseen una alta tenacidad, de modo que sus modos de falla normalmente implican una extracción de fibra más benigna, en lugar de una fractura frágil. En este sentido, la geometría de sarga mejora aún más este fenómeno. La deformabilidad extendida del tejido de sarga le confiere una alta capacidad de absorción de energía en casos de carga de impacto. La distribución de fibras y las pequeñas zonas de deformación plástica disipan una mayor energía de impacto. De este modo, la durabilidad natural del BFRP, junto con su mecanismo de absorción de energía debido a la estructura de tejido de sarga, genera un efecto sinérgico en la tolerancia general al daño por impacto, lo que mejora la absorción de energía específica de un material (SEA). Esto convierte al tejido de sarga BFRP en un excelente candidato para trenes de aterrizaje de UAV o bordes de ataque de alas y áreas expuestas a impactos de aves o escombros, o cualquier otra área que aumente significativamente la supervivencia estructural del UAV en un entorno operativo complejo.