Unfried Silgado, JimyPico González, Diego Raul2023-02-282023-02-282023-02-27https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7258En el departamento de Córdoba y las regiones aledañas existen grandes extensiones de cultivos agrícolas que generan residuos cuyo manejo se ha transformado en una problemática de diversas dimensiones. Uno de estos cultivos es el de la palma de coco, cuyo fruto posee un mesocarpio con gran cantidad de fibra lignocelulósica, la cual posee excelentes propiedades termomecánicas, ideales para uso como refuerzo en materiales compuestos. El proceso de moldeo por transferencia de resina consiste en la inyección de una resina polimérica al interior de un molde cerrado que contiene un material de refuerzo previamente colocado. La aplicación de fibras naturales, y en especial la fibra de mesocarpio de coco en este proceso ha sido muy poco estudiada debido a que existen limitaciones durante la alimentación de la resina como: la baja interacción fibra-matriz, deformación de las fibras, presencia de macro y microporosidades debida a la impregnación defectuosa de la resina entre las fibras. Por esta razón aún existen muchos interrogantes que no han permitido extender la utilización de fibras de mesocarpio en la fabricación de materiales compuestos con este tipo de tecnologías. En esta investigación se validó de forma experimental el diseño de un prototipo de máquina para fabricación de materiales compuestos reforzados con fibras de mesocarpio de coco en una matriz de resina polimérica mediante el proceso de moldeo por transferencia de resina por vacío asistido. Para ello se llevó a cabo una simulación por elementos finitos y el modelo de volumen de fluidos, las condiciones bajo diferentes parámetros en la cuales se desarrolla el proceso de moldeo por transferencia de resina con vacío asistido (VA-RTM) al interior de un molde rectangular para fabricar muestras de un material compuesto con matriz de poliéster de baja viscosidad reforzado con fibras extraídas del mesocarpio del coco. Como resultado se obtuvo el análisis del comportamiento del proceso de inyección y llenado de la resina dentro del molde en función de los parámetros del proceso y su correlación con la calidad de la pieza obtenida, con el fin de aproximar el tiempo del proceso y obtener propiedades mecánicas mejoradas de las piezas finales.RESUMEN................................................................................................................1ABSTRACT ..............................................................................................................21. Capítulo I. Descripción del trabajo de investigación .....................................31.1. Introducción.......................................................................................................................31.2. Objetivos............................................................................................................................61.2.1. Objetivo general .................................................................................................................... 61.2.2. Objetivos específicos............................................................................................................. 61.3. Estructura de la tesis..........................................................................................................71.4. Revisión de literatura.........................................................................................................81.4.1. Materiales compuestos.......................................................................................................... 81.4.2. Matriz .................................................................................................................................... 81.4.3. Refuerzo ................................................................................................................................ 91.4.4. Fibras naturales.................................................................................................................... 101.4.5. Fibra de mesocarpio de coco ............................................................................................... 101.4.6. Proceso RTM....................................................................................................................... 121.4.7. Fabricación de la preforma.................................................................................................. 121.4.8. Recubrimiento del molde .................................................................................................... 131.4.9. Cierre del molde .................................................................................................................. 131.4.10. Inyección de resina y curado ............................................................................................... 141.4.11. Desmontaje.......................................................................................................................... 141.4.12. VARTM............................................................................................................................... 151.4.13. Tipos de tejidos ................................................................................................................... 151.4.14. Método de elementos finitos (CFD).................................................................................... 161.4.15. Modelado computacional en RTM...................................................................................... 171.4.16. Estado del arte ..................................................................................................................... 171.5. Trabajos derivados...........................................................................................................222. Capítulo II. DISEÑO DEL MOLDE PARA RTM.......................................242.1. Introducción.....................................................................................................................242.2. Materiales y métodos.......................................................................................................252.2.1. Diseño del molde para RTM ............................................................................................... 252.2.1.1. Dimensión y forma...................................................................................................... 252.2.1.2. Selección del material del molde................................................................................. 262.2.2. Fabricación del molde para RTM........................................................................................ 282.3. Resultados........................................................................................................................282.4. Conclusiones....................................................................................................................323. Capítulo III: CONSTRUCCIÓN DEL EQUIPO.........................................333.1. Introducción.....................................................................................................................333.2. Materiales y métodos.......................................................................................................343.2.1. Componentes del prototipo.................................................................................................. 343.2.2. Estructura del prototipo ....................................................................................................... 383.2.3. Ensayos preliminares y puesta a punto................................................................................ 383.3. Resultados........................................................................................................................383.3.1. Componentes del prototipo VARTM .................................................................................. 383.3.2. Listado de componentes...................................................................................................... 403.3.3. Estructura del prototipo ...................................... 403.3.1. Funcionamiento del prototipo y puesta a punto................................................................... 423.4. Conclusiones....................................................................................................................434. Capítulo IV. FABRICACIÓN DE MATERIAL COMPUESTO ...............444.1. Introducción..................................................444.2. Materiales y métodos................................................454.2.1. Selección de resina para moldeo por VARTM...................... 454.2.2. Pruebas de tiempo de gel............................................. 464.2.3. Fibras de mesocarpio de coco..................................... 464.2.4. Simulación del proceso de flujo de resina mediante análisis CFD...................................... 484.2.5. Proceso de moldeo por transferencia de resina con vacío asistido...................................... 504.3. Resultados...........................................................524.3.1. Pruebas de gelificación.................................. 534.3.2. Simulación del flujo de resina .................................... 544.3.3. Fabricación de material compuesto con refuerzo en fibra de mesocarpio de coco ............. 574.3.4. Validación ....................................................................... 594.4. Conclusiones...............................................................605. Conclusiones Generales y futuros trabajos.....................615.1. Objetivo específico I:.........................................................615.2. Objetivo específico II:...................................................615.3. Objetivo específico III:..............................................615.4. Futuros trabajos ...............................................626. Bibliografía............................................................637. ANEXOS .............................................................................67application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2023Trabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Materiales compuestosVA-RTMFibra de cocoMétodo de elementos finitosVolumen de fluidosCompositesVA-RTMCoconut fibersFEMVolume of fluid method