Entonces y ahora:Breve historia de los materiales compuestos

¿Qué piensas cuando alguien menciona las palabras "materiales compuestos"?

¿Se te pasan por la cabeza plásticos de última generación? ¿Quizás materiales ligeros para automóviles y aéreos de mayor resistencia?

Si se te ocurren rocas y barro, no estás demasiado lejos.

¿O se siente un poco perdido ante la mención de "materiales compuestos"?

Comencemos con qué son exactamente los materiales compuestos. En la definición más simple, un compuesto es la combinación de 2 o más materiales diferentes. Puede ser una mezcla de hormigón, arena y agua para crear hormigón.

O barro y paja para crear un ladrillo.

El arte de crear materiales compuestos, o la fabricación de compuestos, se remonta mucho más allá de los fabricantes de compuestos líderes de la industria de hoy. Hace más de 5000 años para ser exactos.

Además, aquí hay una breve historia de cómo surgieron los materiales compuestos en la actualidad y cómo han revolucionado la tecnología actual.

El nacimiento de los materiales compuestos

Hace más de 5000 años, alrededor del siglo 3500 a. C., encontramos los primeros usos de los materiales compuestos. Los antiguos mesopotámicos, una de las primeras civilizaciones encontradas en los actuales Irak, Kuwait y Siria, son las primeras personas en producir un material compuesto.

Los primeros compuestos de Mesopotamia se hicieron a partir de piezas de madera pegadas en diferentes direcciones. Esto creó una forma temprana de madera contrachapada.

El año 1500 a.C. trajo consigo el desarrollo del ladrillo. Los antiguos egipcios y mesopotámicos mezclaban barro y paja para producir un compuesto duradero que se utilizaba para construir casas, estructuras públicas y los primeros edificios religiosos. Este antiguo compuesto similar al ladrillo también reforzó la cerámica y los barcos.

Materiales compuestos en Asia oriental

Avance rápido hasta 1500 EC. Estamos en el este de Asia, donde los guerreros mongoles están desarrollando arcos que son más fuertes y rápidos que las armas de sus enemigos.

Al combinar madera, hueso, seda y "pegamento animal", los mongoles comprimieron sus arcos y los envolvieron con corteza de abedul y / o seda para crear algunos de los arcos más fuertes y precisos de la época.

Los ejércitos de Genghis Khan utilizaron estos arcos. Estos poderosos arcos ayudaron en su gobierno militar.

Los arcos compuestos continuaron siendo el arma más poderosa hasta la invención de la pólvora en el siglo XIV.

Era de las resinas

Las primeras resinas se originaron a partir de plantas y animales. Por ejemplo, resina de pino, una sustancia pegajosa parecida a un jarabe que selló arcos y botes.

Con el inicio del siglo XIX, la gente comienza a experimentar con resinas compuestas. Los constructores de canoas colocarían capas de papel de pulpa de madera conocido como papel kraft con un material similar al pegamento conocido como goma laca. Sin embargo, este laminado de papel no duró mucho cuando se sumergió en agua.

Poco después de las décadas de 1870 y 1890, se inventaron las resinas sintéticas o artificiales. Estas resinas podrían transformarse de líquidas a sólidas mediante la reticulación de moléculas mediante un proceso conocido como polimerización .

La evolución de la resina y el uso de la polimerización continuó hasta principios del siglo XX, donde las propiedades de curado (endurecimiento) de las resinas sintéticas insaturadas condujeron a los primeros plásticos.

El comienzo de los plásticos

Los primeros plásticos inventados incluyen resinas sintéticas como poliestireno, poliéster y vinilo. Estos plásticos de principios del siglo XX superaron a las resinas naturales, pero aún requerían otro ingrediente para obtener la resistencia necesaria para aplicaciones estructurales.

En 1935 se produce un cambio increíble en el mundo de los plásticos. Owens Corning, una empresa de materiales compuestos y vidrio, inventó una fibra de vidrio conocida hoy como fibra de vidrio.

Cuando Ray Greene, un empleado de Owens Corning, combinó fibra de vidrio con un polímero plástico, se convirtió en un material liviano e increíblemente fuerte. Este material único se conoció como polímero reforzado con fibra o FRP.

La introducción de FRP cambiaría los materiales compuestos y el mundo de la fabricación cambiaría para siempre.

Materiales compuestos durante la Segunda Guerra Mundial

La Segunda Guerra Mundial planteó la necesidad de materiales compuestos que fueran más livianos, más fuertes y resistentes a la intemperie.

Antes de la Segunda Guerra Mundial, las primeras naves aéreas usaban capas delgadas de madera y resina plástica para las alas. Cuando comenzó la Segunda Guerra Mundial, las aeronaves utilizaron fibra de vidrio para reducir el peso y prevenir la corrosión en cualquier clima.

1948 marca el año en que las propiedades resistentes a la corrosión de la fibra de vidrio se utilizaron en tuberías para uso comercial y luego fueron adoptadas por la industria petrolera.

Además del peso ligero y la resistencia de la fibra de vidrio, la Segunda Guerra Mundial nos trae el descubrimiento de la "invisibilidad" de la fibra de vidrio a las frecuencias de radio. La fibra de vidrio ayudó rápidamente a proteger el equipo de radar electrónico durante la guerra.

Después de la guerra, la demanda militar de materiales de fibra de vidrio y FRP disminuye. Los finales de la década de 1940 marcan el uso público y comercial de fibra de vidrio y FRP en la fabricación.

Fibra de vidrio de mediados de siglo

Tan pronto como la fibra de vidrio y el FRP se convirtieron en productos consumibles, los mundos de la navegación y el automóvil se convirtieron en los próximos grandes consumidores de compuestos de fibra de vidrio.

Las industrias de barcos adoptaron e introdujeron los primeros cascos de barcos reforzados con materiales compuestos de fibra de vidrio en 1946.

Las tablas de surf de fibra de vidrio se introdujeron poco después del nuevo casco del barco, revolucionando el deporte del surf.

Por ejemplo, en 1953 salió de producción el primer Chevrolet Corvette fabricado con paneles de carrocería de fibra de vidrio.

El kevlar, un compuesto derivado de la fibra de carbono, demostró ser resistente a las balas y los cuchillos, lo que mejora la seguridad en las fuerzas militares y policiales.

Compuestos en infraestructura

La resistencia cada vez mayor de los materiales compuestos permitió su uso en infraestructura pública.

A principios de la década de 1980, se pudo encontrar el primer puente de carretera y las cubiertas de puentes hechos completamente de materiales compuestos en Asia y Europa. Los puentes peatonales totalmente compuestos y los puentes de hormigón reforzado FRP se podían encontrar en todo el mundo en la década de 1990.

La resistencia y durabilidad son las principales propiedades de los materiales compuestos que continúan convirtiéndose en los materiales que usamos hoy.

Materiales compuestos hoy

Hoy en día, los materiales compuestos se utilizan en cualquier cosa, desde la tecnología utilizada por el departamento de defensa hasta suministros médicos y prótesis.

Nuestras tecnologías de compuestos líderes en la industria están a la vanguardia de los campos automotrices y aeroespaciales actuales. Por lo tanto, el departamento de defensa utiliza nuestros innovadores materiales compuestos en armas de fuego, vehículos y aviones.

La tecnología ligera utilizará materiales compuestos. Por ejemplo, el campo de la medicina y la seguridad deportiva.

Sostenibilidad

A medida que crece la tecnología en la fabricación de compuestos, también crece nuestra atención a la sostenibilidad y el impacto de los compuestos en el medio ambiente.

Estamos orgullosos de la longevidad de nuestros materiales compuestos. Las propiedades resistentes a la corrosión de los materiales compuestos les permiten durar mucho más que el hierro o la madera. Esta longevidad reduce los costos de mantenimiento y la fabricación aditiva en el futuro.

Los parques locales y nacionales buscan mejorar los caminos para peatones y automóviles sin la destrucción de entornos naturales y la intrusión de materiales y vehículos pesados. Por lo tanto, utilice compuestos ligeros.

De cara al futuro, la investigación en sostenibilidad y reciclabilidad de materiales compuestos seguirá creciendo a medida que la tecnología nos oriente hacia un futuro más sostenible.

¿Y ahora qué?

¿Está buscando agregar materiales compuestos innovadores a los productos de su empresa? ¿O es un ingeniero calificado que busca unirse a la industria líder mundial en la fabricación de compuestos?

Entonces, escríbenos. Nos encantaría tener la oportunidad de aprender sobre usted y compartir lo que tenemos para ofrecer.

En resumen, tenemos la experiencia y los conocimientos especializados para satisfacer sus necesidades.