En ciencia de materiales , un compuesto de estructura sándwich es una clase especial de materiales compuestos que se fabrica uniendo dos capas delgadas pero rígidas a un núcleo liviano pero grueso. El material del núcleo normalmente tiene baja resistencia, pero su mayor espesor proporciona al compuesto sándwich una alta rigidez a la flexión con una baja densidad general .
Las espumas de estructura de células abiertas y cerradas como polietersulfona , cloruro de polivinilo , espumas de poliuretano , polietileno o poliestireno , madera de balsa , espumas sintácticas y panales son materiales centrales comúnmente utilizados. A veces, la estructura alveolar se rellena con otras espumas para mayor resistencia. Como material central también se puede utilizar espuma metálica de células abiertas y cerradas .
Como materiales de piel se utilizan ampliamente laminados de termoplásticos reforzados con fibra de vidrio o de carbono o polímeros principalmente termoestables ( poliésteres insaturados , epoxis ...). En algunos casos también se utiliza chapa metálica como material de revestimiento.
El núcleo se une a las pieles con un adhesivo o con componentes metálicos mediante soldadura fuerte.
A continuación se ofrece un resumen de los avances importantes en las estructuras tipo sándwich. [1]
El material compuesto metálico (MCM) es un tipo de sándwich formado a partir de dos finas capas de metal unidas a un núcleo de plástico en un proceso continuo bajo presión, calor y tensión controladas. [3]
Ahora también se utiliza papel reciclado sobre un núcleo de panal de papel kraft reciclado de células cerradas, creando un tablero compuesto liviano, resistente y totalmente repulpable. Este material se utiliza para aplicaciones que incluyen expositores en puntos de venta, mamparas, muebles de oficina reciclables, stands de exposición, divisores de pared y tarimas para terrazas. [4]
Para la fijación de diferentes paneles, entre otras soluciones, se suele utilizar una zona de transición, que consiste en una reducción gradual de la altura del núcleo, hasta que las dos pieles de fibra quedan en contacto. En este lugar la fijación se puede realizar mediante pernos, remaches o adhesivo.
Con respecto al tipo de núcleo y la forma en que el núcleo soporta las pieles, las estructuras sándwich se pueden dividir en los siguientes grupos: soportadas homogéneamente, soportadas localmente, soportadas regionalmente, soportadas unidireccionalmente y soportadas bidireccionalmente. [5] El último grupo está representado por la estructura de panal que, debido a una relación óptima entre rendimiento y peso, se utiliza normalmente en las aplicaciones más exigentes, incluida la aeroespacial .
La resistencia del material compuesto depende en gran medida de dos factores:
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Las estructuras sándwich se pueden usar ampliamente en paneles sándwich , con diferentes tipos, como panel sándwich FRP, panel compuesto de aluminio , etc. El panel alveolar compuesto reforzado con poliéster FRP (panel sándwich) está hecho de plástico reforzado con poliéster, fibra de vidrio multiaxial de alta resistencia. y panel de nido de abeja de PP en un molde especial con dibujo de banda de rodadura antideslizante mediante el proceso de adsorción, aglutinación y solidificación al vacío a temperatura constante.
La teoría sándwich [8] [9] describe el comportamiento de una viga , placa o capa que consta de tres capas: dos láminas frontales y un núcleo. La teoría sándwich más comúnmente utilizada es lineal y es una extensión de la teoría de haces de primer orden . La teoría sándwich de pandeo local lineal es importante para el diseño y análisis de placas sándwich o paneles sándwich , que se utilizan en la construcción de edificios, vehículos, aviones e ingeniería de refrigeración.
