Caracterización de un polímero en base poliurea-poliuretano para mejorar las propiedades frente a impacto en CFRP del sector de la automoción

Abstract

[ES] En este trabajo de fin de máster se busca estudiar la influencia que dos tipos de recubrimiento polimérico poliurea-poliuretano tienen sobre la resistencia a impacto de una placa de fibra de carbono. Después de ser utilizados en la industria eólica, se busca introducir dicho recubrimiento en la industria automovilística con el fin de aumentar la vida útil de los componentes de fibra de carbono que estén sometidos a impactos frecuentes de baja energía. Así, en primer lugar, se ha llevado a cabo una búsqueda de bibliografía destinada a entender el comportamiento de dicho recubrimiento, para posteriormente estudiar su comportamiento de forma práctica. De esta manera, se ensayarán a pul off, rayado, dureza, impacto y compresión después de impacto diferentes probetas, recubiertas cada una, con un tipo de recubrimiento y con distintos espesores del mismo sobre las probetas de fibra de carbono. Siguiendo este procedimiento, se ha averiguado que, para impactos de pequeña energía, gracias a las propiedades de adhesión y dureza de uno de los tipos de recubrimiento, con un espesor de 300μm, la pieza de fibra de carbono quedaría completamente protegida, ya que, tras el análisis, posterior al impacto, visual y mediante ultrasonidos, los resultados que se muestran es que no existe ningún tipo de rotura. Sin embargo, se encuentran limitaciones en cuanto al ensayo de compresión después de impacto. En definitiva, se consigue el objetivo que se plantea desde el principio del proyecto, y es que se confirma que este recubrimiento podría servir para proteger las piezas de fibra de carbono utilizadas en la industria del automóvil.

[CA] En aquest treball de fi de màster es busca estudiar la influencia que dos tipus de recobriment polimèric poliurea-poliuretà tenen sobre la resistència a impacte d’una placa de fibra de carboni. Després de ser utilitzats a la industria eòlica, es busca introduir aquest recobriment a la industria automobilística amb la finalitat d’augmentar la vida útil dels components de fibra de carboni que estiguen sotmesos a impactes freqüents de baixa energia. Així, en primer lloc, s’ha realitzat una recerca de bibliografia destinada a entendre el comportament d’aquest recobriment, per posteriorment estudiar el seu comportament de forma pràctica. D’aquesta manera, s’assajaran a pull off, ratllat, duresa, impacte i compressió després d’impacte diferents provetes, recobertes cadascuna amb un tipus de recobriment i amb diversos espessors del mateix sobre les provetes de fibra de carboni. Seguint aquest procediment, s’ha esbrinat que, per a impactes de poca energia, gràcies a les propietats d’adhesió i duresa d’un dels tipus de recobriments, amb un espessor de 300μm, la peça de fibra de carboni quedaria completament protegida, ja que, després de l’anàlisi, posterior a l’impacte, visual i mitjançant ultrasons, els resultats que es mostren es que no existeix cap tipus de trencament. No obstant, es troben limitacions pel que fa a l’assaig de compressió després d’impacte. En definitiva, s’aconsegueix l’objectiu que es planteja des del principi del projecte, i és que es confirma que aquest recobriment podria servir per protegir les peces de fibra de carboni utilitzades a la industria de l’automòbil.

[EN] This project is intended to study the influence of two different polymeric polyureapolyurethane coatings over a carbon fiber plate when impacted. After being used in the wind power industry, the aim is to introduce this coating into the automotive industry in order to increase the carbon fiber components subjected to low energy frequent impacts lifetime. In the first place, a bibliographic research has been carried out in order to understand the coating behavior, and then study its behavior in an experimental way. Thus, different samples with different types and thickness of the coatings over different carbon fiber plates will be subjected to tests such as pull off, scratch, hardness, impact and compression after impact. Through this procedure, it is been found out that for low energy impacts, thanks to the adhesion and hardness properties of each type of coating, with a 300μm thickness, the carbon fiber plate would be completely protected. This can be checked with the subsequent visual and by means of ultrasound analysis. The results show that there is no crack of any kind. Nevertheless, some limitations are found in what is related to the compression after impact test. In essence, the pursued objective is reached. It is confirmed that this coating could be a solution in order to protect the carbon fiber pieces used in the automotive industry.