Optimización - MSR del material compuesto de matriz epoxi reforzado con fibra natural Chambira (Astrocaryum) y sintética (carbono) mediante infusión de resina al vacío y su incidencia en las propiedades mecánicas
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Date
2023-03
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Today in the field of Materials Engineering there is a great demand to improve the
mechanical properties of new materials that are being designed and thus be able to meet
the needs that the user requires. The experimental work was carried out under the (MSR)
(Box-Behnken) methodology, which establishes three input factors with three levels for
each one, thus allowing to determine the orientation of the fibers and the curing
temperature. The values considered were: -45, 0, and 45 degrees and the temperature 60,
90, and 120 degrees Celsius.
The conformation of the specimens was carried out by means of a vacuum system by
infusion, the same one that allowed to obtain better results in the surface of the material
avoiding the porosity, later the curing of the material was carried out at the established
temperatures, in addition, it was carried out a laser cut.
The results obtained from the tensile, bending and impact tests were tabulated and
analyzes were carried out, yielding the following results: that the best combination of
fibers to obtain an optimal material should be carried out with orientation1 -10.4545
degrees and orientation2 -37 .2727 degrees; that the curing temperature 120 degrees
Celsius and the MSR design regression model explains an overall desirability value of
0.5953.
Description
Hoy en día en el campo de la Ingeniería de materiales existe una gran demanda por mejorar
las propiedades mecánicas de nuevos materiales que se van diseñando y así poder cumplir
con las necesidades que requiere el usuario. El trabajo experimental se llevó a cabo bajo
la metodología (MSR) (Box–Behnken) el cual establece tres factores de entrada con tres
niveles para cada uno, permitiendo así determinar la orientación de las fibras y la
temperatura de curado. Los valores considerados fueron: -45, 0, y 45 grados y la
temperatura 60, 90, y 120 grados centígrados.
El conformado de las probetas se llevó a cabo mediante un sistema de vacío por infusión,
el mismo que permitió obtener mejores resultados en la superficie del material evitando
la porosidad, posteriormente se realizó el curado del material a las temperaturas
establecidas, además, se llevó a cabo un corte por láser.
Los resultados obtenidos de los ensayos a tracción, flexión e impacto se tabularon y se
realizaron análisis arrojando los siguientes resultados: que la mejor combinación de las
fibras para obtener un óptimo material se debería realizar con la orientación1 -10,4545
grados y orientación2 -37,2727 grados; que la temperatura de curado 120 grados
centígrados y el modelo de regresión de diseño MSR explica un valor de deseabilidad
global de 0,5953.
Keywords
ASTROCARYUM, AEROPOXI, MSR, FIBRA NATURAL, FIBRA SINTÉTICA, BOX– BEHNKEN