Fiber-Metal Laminates for aerospace industry application

JULIÁN CRESPO; MARCELA ELISABETH PENOFF; PABLO EZEQUIEL MONTEMARTINI; ARIEL STOCCHI

Congreso; Congreso Argentino de Materiales Compuestos (COMAT); 2023

Los laminados de fibra - metal (LFM) son sistemas de materiales híbridos compuestos por capas de fibrassintéticas con una matriz de resina polimérica, intercalados con capas metálicas, generalmente de aluminio.Este tipo de material ofrece una combinación única de propiedades mecánicas, como alta resistencia, rigidez,resistencia a la corrosión y fatiga. En la industria aeronáutica, los laminados de fibra / metal son ampliamenteutilizados debido a sus notables propiedades mecánicas, las cuales contribuyen a mejorar la eficiencia,rendimiento y seguridad de las aeronaves. Estos materiales ofrecen una excelente relación resistencia-peso,lo que permite reducir el peso total de la estructura sin comprometer la integridad estructural [1]. En elproceso de fabricación de estos materiales, se utilizaron láminas de aluminio 3105 de 0,7mm de espesorintercaladas con telas de fibras de vidrio (FV) y una matriz polimérica. Luego, se sometieron a presión ytemperatura para lograr una consolidación adecuada. Para mejorar las propiedades del material y garantizaruna adhesión apropiada entre las capas de fibra/matriz y las capas de metal, se llevaron a cabo tratamientosquímico-mecánicos específicos en las capas de aluminio, tales como el anodizado, el arenado de superficiesy la unión covalente de agentes compatibilizantes basados en compuestos silano funcionales. Los materialestratados con estas técnicas se caracterizaron mediante ensayos de ángulo de contacto y rugosidad, lo quepermitió determinar los tratamientos más adecuados para mejorar la adherencia fibra-metal y la calidad de lainterfaz fibra-matriz. En el presente trabajo se estudiaron 4 sistemas: Laminado FV/Aluminio desengrasado;laminado FV/Aluminio arenado; laminado FV/Aluminio arenado + silanización, laminado FV/Aluminio arenado+ Anodizado + silanización. Se realizaron mediciones de ángulo de contacto estático empleando agua puracomo líquido de prueba para determinar los cambios en la energía superficial del metal y su grado demojabilidad y ensayos de perfilometría para determinar la rugosidad lograda con los tratamientos mecánicos.Se observaron las superficies tratadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). Se realizó lacaracterización mecánica de la adhesión interfacial mediante ensayos de viga c