Efecto escala en materiales compuestos en laminados [04/90𝑛]s ante cargas de compresión

Efecto escala en materiales compuestos en laminados [04/90𝑛]s ante cargas de compresión Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales Dpto. Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras Facultad de Física y Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2023 Trabajo de Fin de Grado Grado en Ingeniería de Materiales Autor: Francisco Antonio Pérez Lara Tutores: Carlos Sandino de Benito Elena Correa Montoto ii ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 1 1.1 Objetivo ............................................................................................................................... 2 1.2 Estructura del Trabajo de Fin de Grado .............................................................................. 3 2. FABRICACIÓN DE LAS PROBETAS ............................................................................................... 3 2.1 Descripción de probetas y laminados empleados............................................................... 3 2.2 Materiales empleados ......................................................................................................... 5 2.2.1 Material Compuesto..................................................................................................... 5 2.2.2 Adhesivos ..................................................................................................................... 6 2.3 Proceso de fabricación de probetas .................................................................................... 7 2.3.1 Corte del material ........................................................................................................ 7 2.3.2 Apilado de las láminas .................................................................................................. 8 2.3.3 Fabricación de la bolsa de vacío ................................................................................... 9 2.3.4 Curado en autoclave .................................................................................................. 11 2.3.5 Resanado y lijado de laminados ................................................................................. 13 2.3.6 Fabricación de tacos ................................................................................................... 15 2.3.7 Adhesión de los tacos y curado. ................................................................................. 16 2.3.8 Mecanizado de las probetas ...................................................................................... 19 2.3.9 Proceso de fabricación de probetas con adhesivo gris .............................................. 20 2.3.10 Lijado y pulido de probetas ...................................................................................... 22 3. ENSAYO MECÁNICO A COMPRESIÓN ...................................................................................... 23 3.1 Máquina de Ensayo ........................................................................................................... 23 3.2 Útil para ensayo de compresión ....................................................................................... 24 3.3 Preparación de la máquina para el ensayo ....................................................................... 24 3.4 Caracterización laminado A [04/903/04] ............................................................................ 27 3.4.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo ..................... 27 3.4.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris ............................. 29 3.5 Caracterización laminado B [04/901/04] ............................................................................ 31 3.5.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo ..................... 31 3.5.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris ............................. 33 3.6 Caracterización laminado C [04/901/04] ............................................................................ 34 3.6.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo ..................... 35 3.6.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris ............................. 36 3.7 Comparación de los resultados de los tres laminados ...................................................... 38 4. INSPECCIÓN POR MICROSCOPÍA ÓPTICA ................................................................................. 39 4.1 Equipo de microscopía óptica ............................................................................................ 39 iii 4.2 Resultados de la inspección microscópica ......................................................................... 40 4.2.1 Probetas correspondientes al laminado A [04/903/04] ................................................ 41 4.2.2 Probetas correspondientes al laminado B [04/901/04] ................................................ 46 5. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ................................................................................... 51 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 53 iv ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Uso de material compuesto para Boeing 787 y Eurocopter Tiger ................................. 2 Figura 2: Diseño de probetas para ensayo a compresión ............................................................. 4 Figura 3: Material compuesto TP 402/T700SC .............................................................................. 5 Figura 4: Adhesivos empleados: Adhesivo AF-163-2K.06 (a); Adhesivo Hex Bond EA9394 STRUCTIL (b) .................................................................................................................................. 6 Figura 5: Esquema de obtención de láminas ................................................................................ 8 Figura 6: Láminas de material con dimensión 150 mm x 100 mm ............................................... 8 Figura 7: Utensilios empleados para el apilado de las láminas (a); Apilado de la primera lámina (b) .................................................................................................................................................. 9 Figura 8: Esquema bolsa de vacío ............................................................................................... 10 Figura 9: Colocación del teflón y los paneles (a); Colocación del Airwave (b); Sellado de la bolsa y pre vacío (c) .............................................................................................................................. 11 Figura 10: Autoclave modelo SCHOLZ BA-E44313-1 ................................................................... 12 Figura 11: Bolsa de vacío en el interior del autoclave................................................................. 12 Figura 12: Ciclo de curado del material compuesto ................................................................... 13 Figura 13: Sierra de disco de polvo de diamante ........................................................................ 14 Figura 14: Esquema de corte del laminado ................................................................................. 14 Figura 15: Máquina de chorro de arena ...................................................................................... 15 Figura 16: Protección del laminado para la operación de lijado ................................................. 15 Figura 17: Corte del adhesivo y colocación sobre la zona del taco ............................................. 16 Figura 18: Sujeción de los tacos mediante pinzas ....................................................................... 17 Figura 19: Panel con varilla de 5 mm, teflón y cinta de alta ....................................................... 18 Figura 20: Fabricación bolsa de vacío tipo "petaca" ................................................................... 18 Figura 21: Ciclo de curado del adhesivo AF-163-2K.06 ............................................................... 19 Figura 22: Fluencia del adhesivo (a); Eliminación del adhesivo y mecanizado de las probetas (b) ..................................................................................................................................................... 19 Figura 23: Probetas mecanizadas ................................................................................................ 20 Figura 24: Colocación de cinta de alta en la zona de 5 mm y exposición de los diferentes elementos .................................................................................................................................... 21 Figura 25: Panel envuelto en teflón y asegurado con cinta de alta ............................................ 21 Figura 26: Prensa de platos calientes .......................................................................................... 22 Figura 27: Máquina pulidora (a); Útil para la sujeción de las probetas (b) ................................. 22 Figura 28: Máquina Universal de Ensayos Instron 4482 e Instron 4483 ..................................... 24 Figura 29: Útil de ensayo de compresión (a); Colocación de la probeta en el útil de compresión (b) ................................................................................................................................................ 25 Figura 30: Célula de carga de 100 kN y platos de compresión ................................................... 25 Figura 31: Colocación del útil en los platos de compresión (a); Consola de control .................. 26 Figura 32: Programa de Gestión de Máquina Universal de Ensayos .......................................... 26 Figura 33: Datos del ensayo ........................................................................................................ 27 Figura 34: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo 28 Figura 35: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) A12 b) A13 (c) A14 (d) A16 ............................. 29 Figura 36: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo gris ........ 30 Figura 37: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) A41 b) A42 (c) A44 (d) A46 ............................. 30 Figura 38: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo 32 Figura 39: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) B12 b) B13 (c) B14 (d) B15 ............................. 32 Figura 40: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo gris ........ 34 v Figura 41: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) B41 b) B44 (c) B46 (d) B48 ............................. 34 Figura 42: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo 36 Figura 43: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) C11 b) C13 (c) C15 (d) C16 .............................. 36 Figura 44: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo gris ........ 37 Figura 45: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) C45 b) C43 (c) C47 (d) C48 .............................. 38 Figura 46: Microscopio empleado para la inspección por microscopía óptica ........................... 39 Figura 47: Detalle de las grietas longitudinales de la zona de tacos de la probeta A25 ............. 41 Figura 48: Detalle de las grietas longitudinales de la zona libre de tacos de la probeta A25 ..... 42 Figura 49: Despegues transversales aislados en la probeta A22 ................................................ 43 Figura 50: Despegues transversales aislados en la probeta A18 ................................................ 44 Figura 51: Despegues transversales continuos en la probeta A22 ............................................. 44 Figura 52: Daño en la capa de fibras orientadas a 0° de la probeta A22 .................................... 45 Figura 53: Daño en la capa externa de fibras orientadas a 0° de la probeta A22 ....................... 45 Figura 54: Daño en el adhesivo en la probeta A22 ..................................................................... 46 Figura 55: Rotura de la probeta A22 ........................................................................................... 46 Figura 56: Detalle de las grietas longitudinales de la zona de tacos de la probeta B27 ............. 47 Figura 57: Detalle de las grietas longitudinales de la zona libre de tacos de la probeta B27 ..... 48 Figura 58: Evolución del daño detectado en la probeta B22 (a) estado prístino, (b) 75%, (c) 90%, (d)110%. ...................................................................................................................................... 49 Figura 59: Daño en la capa de fibras orientadas a 0°de la probeta B22 ..................................... 50 Figura 60: Rotura de la probeta B22 ........................................................................................... 50 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Laminados empleados ..................................................................................................... 4 Tabla 2: Características del material compuesto TP 402/T700SC ................................................. 6 Tabla 3: Elementos necesarios para la fabricación de una bolsa de vacío ................................. 10 Tabla 4: Etapas del proceso de lijado y pulido ............................................................................ 23 Tabla 5: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo ........................................................................................................................ 27 Tabla 6: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo ....................................................................................................................................... 28 Tabla 7: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo gris ................................................................................................................................ 29 Tabla 8: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo ........................................................................................................................ 31 Tabla 9: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo ....................................................................................................................................... 31 Tabla 10: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo gris ................................................................................................................................ 33 Tabla 11: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo ........................................................................................................................ 35 Tabla 12: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo ....................................................................................................................................... 35 Tabla 13: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo gris ................................................................................................................................ 37 1 INTRODUCCIÓN Los materiales compuestos reforzados con fibras han revolucionado la industria aeronáutica en las últimas décadas, ofreciendo una combinación única de resistencia, rigidez y reducción de peso. Estos materiales, constituidos por una matriz y refuerzos fibrosos, han demostrado ser idóneos para aplicaciones en las que se requiere una alta resistencia estructural y una reducción de peso. A diferencia de los materiales metálicos empleados tradicionalmente en la industria aeronáutica, como el acero o el aluminio, los materiales compuestos están compuestos por dos o más componentes distintos, que trabajan en sinergia para proporcionar mejores propiedades. La matriz, que puede ser polimérica, metálica o cerámica, actúa como un aglutinante y transfiere las cargas a los refuerzos. Estos refuerzos, generalmente en forma de fibras de vidrio, carbono o aramida, aportan al material la resistencia y la rigidez necesarias. La combinación de la matriz y los refuerzos permite obtener materiales con una relación resistencia-peso excepcionalmente alta. Esta característica es especialmente valiosa en la industria aeronáutica, puesto que la reducción de peso es crucial para mejorar la eficiencia del combustible, aumentar la capacidad de carga y reducir las emisiones contaminantes. Además, los materiales compuestos ofrecen una mayor resistencia a la fatiga y a la corrosión en comparación con los materiales metálicos tradicionales, lo que contribuye a una mayor durabilidad y vida útil de las estructuras. El uso de materiales compuestos en la industria aeronáutica abarca una amplia gama de aplicaciones, desde componentes estructurales como alas, fuselajes y estabilizadores, hasta piezas internas como asientos y paneles de cabina. La Figura 1 muestra el porcentaje que representa el uso de materiales compuestos en aeronaves como el Boeing 787 y el Eurocopter Tiger. Estos materiales han permitido diseños más eficientes, aerodinámicos y flexibles, lo que ha llevado al desarrollo de aeronaves más livianas, de mayor alcance y menor consumo de combustible. A pesar de las numerosas ventajas que ofrecen los materiales compuestos, su implementación en la industria aeronáutica presenta desafíos técnicos y de ingeniería. La fabricación precisa, las técnicas de unión, la inspección de calidad y la evaluación del rendimiento son áreas que requieren una atención especializada y una continua investigación. Es por ello que, en esta era de avances tecnológicos y sostenibilidad, el avance en el estudio de los materiales compuestos 2 continúa siendo una prioridad en la industria aeronáutica. El desarrollo de nuevos materiales, procesos de fabricación más eficientes y técnicas de diseño innovadoras abrirán las puertas a un futuro emocionante en el que los aviones serán más seguros, eficientes y respetuosos con el medio ambiente. Figura 1: Uso de material compuesto para Boeing 787 y Eurocopter Tiger 1.1 Objetivo En el marco de los últimos avances en investigación en los materiales compuestos, y los requisitos en la industria aeronáutica, el objetivo de este proyecto es el estudio del fenómeno conocido como efecto escala. Dicho efecto consiste en el retraso en la aparición y la progresión del daño a medida que el espesor de las capas disminuye. La aparición de láminas ultradelgadas ha promovido la investigación asociada a este fenómeno, descrito hasta ahora ante cargas cuasiestáticas [1] y cíclicas [2] de tracción. Es por ello que, este trabajo pretende detectar la posible presencia en materiales compuestos fibra de carbono/matriz epoxi del efecto escala ante cargas cuasi-estáticas de compresión. Con este objetivo, este estudio trata de identificar de forma experimental la progresión del mecanismo de fallo, prestando especial interés a la aparición de despegues entre la fibra y la matriz, y su posterior evolución. La caracterización y comprensión de dicho mecanismo de fallo es fundamental para la posible mejora del diseño y la resistencia de estructuras de material compuesto de fibra de carbono en la industria aeronáutica. 3 Para el desarrollo de este trabajo, se propone la fabricación de tres configuraciones distintas de probetas obtenidas con laminados cross-ply (formados únicamente por fibras orientadas a 0° y 90°) de fibra de carbono/resina epoxi. La diferencia entre los tres laminados reside en el espesor de la capa de 90°. Una configuración corresponde a una capa gruesa de 90°, mientras que las otras dos corresponden a una capa ultradelgada. De esta forma, el trabajo realizado está centrado en la detección del daño producido en las láminas de 90°, asociadas al origen del mecanismo de daño ante cargas de compresión, con el fin de detectar un comportamiento diferenciado entre las distintas configuraciones. 1.2 Estructura del Trabajo de Fin de Grado Este estudio se estructura de la siguiente manera: la Sección 2 está dedicada a la descripción del proceso de fabricación de las probetas para los ensayos de compresión cuasi-estática; en la Sección 3 se detalla el procedimiento de ensayo ante cargas cuasi-estáticas de compresión, con el objetivo de obtener la resistencia a compresión de cada laminado; en la Sección 4 se muestran los resultados correspondientes a la inspección microscópica de probetas llevadas a distintos niveles de carga con el objetivo de observar la aparición y evolución del daño, y el análisis de los resultados obtenidos; por último, en la Sección 5 se describen las conclusiones y los posibles trabajos futuros. 2. FABRICACIÓN DE LAS PROBETAS En esta sección, se describe el proceso de fabricación de las probetas. Este proceso incluye como tareas principales el corte y apilado de láminas, el curado de los laminados en autoclave, el mecanizado de las probetas y el lijado y pulido para la posterior inspección microscópica. Además, se detalla el material compuesto empleado, el diseño de probetas y laminados o el uso de distintas herramientas y equipos. 2.1 Descripción de probetas y laminados empleados El diseño de las probetas para ensayo de compresión cuasi-estática sigue las recomendaciones de la norma I+D-E-51, Ensayo de compresión sobre estratificados de fibra de carbono. Las dimensiones de la probeta están descritas en la Figura 2. 4 Figura 2: Diseño de probetas para ensayo a compresión De acuerdo con la norma, se requiere el uso de tacos en las probetas destinadas a ensayos de compresión. Estos irán adheridos mediante adhesivo al laminado en cuestión. Esto se realiza con el objetivo de incrementar la superficie de contacto en los extremos y prevenir la ocurrencia de fenómenos como la delaminación. El diseño de la probeta persigue garantizar que la rotura de las probetas se produzca en la zona libre de tacos, acotada a 5 mm. Para asegurar la eficacia de los tacos, la norma recomienda que estén fabricados con el mismo material que la probeta. De esta manera, se evita que los tacos sean demasiado gruesos o rígidos, asumiendo una carga desproporcionada, o que sean poco útiles por ser demasiado flexibles o delgados. Tabla 1: Laminados empleados Laminado Secuencia de apilado Gramaje láminas 90° (g/m2) Gramaje láminas 0° (g/m2) Secuencia de apilado tacos Gramaje láminas tacos (g/m2) A [04/903/04] 150 150 [011] 150 B [04/90/04] 50 150 [08] 150 C [04/90/04] 30 150 [08] 150 Con respecto a la configuración de los laminados empleados, se han fabricado tres tipos de laminados cross-ply (que alternan láminas con fibras orientadas a 0° y 90°). Los tacos han sido fabricados con láminas orientadas a 0°. Los tres laminados siguen la secuencia [04/90 𝑛 ]s. La Tabla 11 Una vez terminada la bolsa de vacío, se rosca la parte superior de las tomas y se realiza el vacío, conectando las tomas a una bomba (Figura 9-c). Es preciso asegurarse de que no tenga pérdidas de aire, presionando la cinta de cromato con una espátula. Figura 9: Colocación del teflón y los paneles (a); Colocación del Airweave (b); Sellado de la bolsa y pre vacío (c) 2.3.4 Curado en autoclave Una vez fabricada la bolsa de vacío se aplica el ciclo de curado en autoclave, necesario para la polimerización de la resina. La autoclave es una cámara presurizada que se utiliza la fabricación del material compuesto mediante la introducción de aire a temperaturas y presiones específicas. Dentro de la cámara, el aire caliente cumple la función de activar el proceso de polimerización de la resina. Además, la autoclave está equipada con un sistema que aplica presión de vacío en la bolsa, lo cual permite compactar los paneles del material. En cuanto a la autoclave del Laboratorio de Elasticidad y Resistencia de Materiales, se trata del modelo SCHOLZ BA-E44313-1 (Figura 10) cuyas características son: - Sobrepresión máxima: 14.5 bars. - Sobrepresión mínima: 25.5 bars. - Rango de Temperaturas (mín/máx): -10°C /400°C - Agente de carga: aire caliente. - Velocidad máxima de calentamiento: 5°C /min. El proceso de curado está determinado por el fabricante del material y se refiere a los cambios temporales en la presión y la temperatura. El proceso comienza con una etapa de aumento gradual de temperatura y presión, seguida por un período en el que los valores de temperatura 12 y presión se mantienen constantes. Por último, se lleva a cabo un enfriamiento y una disminución de la presión. Figura 10: Autoclave modelo SCHOLZ BA-E44313-1 Antes de aplicar el ciclo al material, es necesario mantener la bolsa en vacío dentro de la autoclave y comprobar que no hay pérdidas (Figura 11). Para ello, se llena de aire el compresor de la autoclave hasta alcanzar 0.9 bars de presión. Se conectan las tomas de vacío de la bolsa a las tomas de la autoclave y se aplica vacío hasta alcanzar en la bolsa los 0.9 bars de presión. Cuando los alcance, se corta el vacío y se espera unos minutos, si no baja de la presión anterior está bien hecho el vacío ya que no tiene pérdidas. Figura 11: Bolsa de vacío en el interior de la autoclave 13 Tras verificar que la bolsa de vacío no presenta pérdidas, se aplica el ciclo de curado. El ciclo empleado tiene una duración de unas 4 horas y 30 minutos, aplicando una presión máxima sobre los laminados de 7 bar. Con respecto a la temperatura, tras las subidas iniciales, se mantiene a 135°C durante 2 horas, para luego iniciar un descenso hasta la temperatura ambiente. La Figura 12, muestra la evolución de la presión y la temperatura durante el ciclo de curado. Tras la finalización del ciclo de curado se sacan los paneles de la bolsa de vacío y se inspeccionan visualmente para asegurar que no se han producido defectos externos durante la fabricación. Figura 12: Ciclo de curado del material compuesto 2.3.5 Resanado y lijado de laminados Una vez finalizado el proceso de curado de los laminados, se procede al resanado. Este proceso se lleva a cabo mediante un disco de corte de polvo de diamante, Figura 13. Se trata de un disco de espesor de 2.3 mm montado sobre una máquina de corte. Se trata de un tipo de corte por abrasión, refrigerado con agua. 14 Figura 13: Sierra de disco de polvo de diamante Es importante fabricar el panel con dimensiones ligeramente mayores a las deseadas, para que, una vez eliminados los bordes del laminado (en los cuales hay más irregularidades en el espesor), se pueda garantizar la óptima configuración de las probetas que se van a emplear. En este caso, teniendo en cuenta el espesor del disco, se han resanado los paneles dejando unas dimensiones de 90 mm x 140 mm, como se muestra en la Figura 14. Se recomienda tomar precauciones para asegurar un corte preciso y limpio, avanzando el disco lentamente y evitando dañar el material compuesto. Figura 14: Esquema de corte del laminado 15 Para el lijado de los paneles, en la zona en la que se incluyen los tacos, se utiliza una máquina de chorro de arena, la cual se muestra en la Figura 15. Se procede a lijar los laminados por ambas caras, protegiendo previamente con cinta de carrocero la zona central del laminado, en una franja de 5 mm, tal y como se observa en la Figura 16. Esa zona, libre de tacos, es la zona en la que se producirá la rotura y en la que se analizará la aparición y avance del daño. Figura 15: Máquina de chorro de arena Figura 16: Protección del laminado para la operación de lijado Después de haber lijado los laminados, es importante llevar a cabo un proceso de limpieza adecuado para eliminar cualquier residuo de polvo y suciedad que se haya acumulado en la superficie del laminado. Para ello, se recomienda utilizar isopropanol, un disolvente comúnmente utilizado en la preparación de superficies para el pegado. 2.3.6 Fabricación de tacos Para la fabricación de los tacos, se ha utilizado el mismo material compuesto que se empleó para la fabricación de los laminados, manteniendo de forma aproximada el mismo espesor que el laminado cross-ply correspondiente. 16 Para el caso del laminado A, se fabricaron paneles formados por 11 láminas de 150 g/m2, con la secuencia [011]. En el caso de los laminados B y C, se han empleado 8 láminas de 150 g/m2 con la secuencia [08]. Se llevó a cabo la misma estrategia que en la fabricación de los laminados, cortando retales de 300 mm x 300 mm para obtener posteriormente láminas de 100 mm x 150 mm. Una vez cortadas las láminas se procede al apilado, tal y como se ha detallado en la Sección 2.3.2. Posteriormente, se fabrica la bolsa de vacío y se curan los laminados, siguiendo las indicaciones descritas en las Secciones 2.3.3 y 2.3.4. Completado el proceso de curado de los paneles, es necesario llevar a cabo el resanado y corte de estos. Para ello, se realiza el corte obteniendo una medida de 42,5 mm x 140 mm, obteniendo dos tacos por cada panel. 2.3.7 Adhesión de los tacos y curado. Para la aplicación del adhesivo amarillo en los tacos, se ha seguido un cuidadoso proceso. En primer lugar, se corta el adhesivo en trozos más pequeños, asegurando que sean inferiores a la medida de los tacos. De esta forma, se deja un margen sin adhesivo en la pieza, especialmente en el lado anexo a la zona central del laminado, Figura 17. Esto se debe al hecho de que el adhesivo fluye durante el curado, por lo que es importante evitar que se acumule a la zona central. Figura 17: Corte del adhesivo y colocación sobre la zona del taco Para garantizar una correcta protección en la zona de rotura, se cubre con cinta resistente a altas temperaturas, de modo que, si el adhesivo llega a fluir, pueda ser retirado fácilmente sin afectar a la superficie de esa zona central Una vez preparados el adhesivo, se coloca sobre la superficie del laminado y se retira el papel protector del adhesivo. Luego, los tacos se colocan sobre el laminado, ejerciendo presión para asegurar una buena adherencia. Para asegurar aún más la fijación, se emplea un secador para 17 aplicar calor al adhesivo, lo que facilita su adhesión al panel. Finalmente, se utilizan pinzas para sujetar los paneles y evitar desplazamientos de los tacos, tal y como se observa en la Figura 18. Figura 18: Sujeción de los tacos mediante pinzas Antes de proceder al curado del adhesivo, se ha tomado la precaución de cortar varillas planas de material compuesto, de 5 mm de ancho, para asegurar que se mantenga el espacio adecuado en la zona central de los dos paneles, en ambas caras del laminado. Entre la varilla y el panel se ha colocado un fragmento de lámina desmoldeante para evitar que se adhieran entre sí durante el curado. 2.3.7.1 Curado de tacos con adhesivo amarillo en autoclave El proceso de curado del adhesivo en la autoclave consta de varios pasos importantes. A continuación, se describe el proceso detallado: - Colocación de la varilla y teflón: Se coloca la varilla de 5 mm en la zona libre de tacos, junto con un trozo de lámina desmoldeante para evitar que se adhiera a la superficie del panel, tal y como se muestra en la Figura 19. - Precintado del panel: Se utiliza cinta resistente a altas temperaturas para precintar cada panel por la zona central y los extremos, asegurando así la estabilidad y la integridad del conjunto durante el proceso de curado. Ver Figura 19. 18 Figura 19: Panel con varilla de 5 mm, teflón y cinta de alta - Preparación de la bolsa de vacío: Como se observa en la Figura 20, se realiza una bolsa de vacío siguiendo el procedimiento descrito en la Sección 2.3.3, pero sin realizarla sobre una plancha metálica. Los paneles se envuelven por ambos lados con una lámina de teflón, el Airweave y la bolsa de nailon, para posteriormente cerrar la bolsa con la masilla de cierre. Figura 20: Fabricación bolsa de vacío tipo "petaca" - Introducción de la bolsa en la autoclave: Una vez finalizada la preparación de la bolsa, esta se introduce en la autoclave, y se realiza el vacío. - Ciclo de curado: El ciclo de curado del adhesivo AF-163-2-K.06, mostrado en la Figura 21, tiene una duración total de 2 horas y 30 minutos. Durante este tiempo, se aplica una presión de 2.5 bares y una temperatura de 120°C. La temperatura se mantiene constante en 120°C durante 1 hora y 30 minutos. La presión de vacío en la bolsa se mantiene en aproximadamente 0.5 bares durante todo el ciclo de curado. 19 Figura 21: Ciclo de curado del adhesivo AF-163-2K.06 El ciclo de curado descrito anteriormente garantiza una adecuada consolidación y endurecimiento del adhesivo, proporcionando las propiedades mecánicas necesarias para el uso y aplicación de los paneles fabricados. 2.3.8 Mecanizado de las probetas Como paso previo y necesario al mecanizado de las probetas, se realiza un resanado de los paneles. Esto implica eliminar el adhesivo que ha fluido durante el curado (Figura 22) y obtener la dimensión final, acorde a la longitud de las probetas de compresión. Dichas probetas, según la norma I+D-E-51, deben tener una longitud de 80 ± 1 mm, donde la longitud de los tacos debe ser de 37,5 mm. Antes de realizar los cortes, se resana uno de los bordes de menor longitud del panel, para eliminar el adhesivo sobrante y para tener un apoyo liso. Es imprescindible posicionar bien el panel para garantizar la perpendicularidad de entre los cortes realizados. Figura 22: Fluencia del adhesivo (a); Eliminación del adhesivo y mecanizado de las probetas (b) A continuación, se procede al corte de las probetas. Conforme a la norma I+D-E-51, se especifica que las probetas deben tener un ancho de 12.5 ± 0.2 mm. Para garantizar este corte preciso, se 20 marca la medida de 12.50 mm en el pie de rey de la máquina de corte. Sin embargo, es posible que existan pequeñas variaciones debido a ligeros desplazamientos en la zona de aproximación de la máquina. Lo fundamental es mantener la medida final de la probeta dentro de los márgenes permitidos por la norma. En este trabajo, se obtienen las siguientes probetas, mostradas en la Figura 23: • Paneles A1, B1 y C1: 6 probetas de 12,5 mm de ancho empleadas para determinar el valor de la resistencia a compresión y 2 probetas de 16 mm de ancho para su posterior lijado y pulido previo a la inspección microscópica. • Panel A2, B2 y C2: 7 probetas de 16 mm de ancho para su posterior lijado y pulido previo a la inspección microscópica. Figura 23: Probetas mecanizadas 2.3.9 Proceso de fabricación de probetas con adhesivo gris Durante el desarrollo del proyecto, se llevó a cabo una comparación entre el adhesivo amarillo y el adhesivo gris. En los ensayos de caracterización de la carga de rotura en las probetas utilizando el adhesivo amarillo, se observó que en algunos casos se producía un fallo en el adhesivo. Además, se observaron algunas grietas longitudinales, producidas por el denominado “efecto de borde” [3]. Ante esta situación, se tomó la decisión de fabricar un laminado adicional, junto con sus respectivos tacos, para las tres configuraciones consideradas, y realizar la adhesión utilizando el adhesivo gris en lugar del amarillo. 27 Figura 33: Datos del ensayo 3.4 Caracterización laminado A [04/903/04] En esta sección se muestran los resultados obtenidos de los diferentes ensayos a compresión hasta rotura, de las probetas del laminado [04/903/04], con láminas orientadas a 90° de 150 g/m2. 3.4.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo Se ha realizado el ensayo hasta rotura de 9 probetas llamadas; A11, A12, A13, A14, A15, A16, A21, A24 y A27 con una velocidad de ensayo de 0,5 mm/min. A continuación, se muestra en la Tabla 5, los datos para cada probeta. Tabla 5: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo Ancho (mm) Espesor nominal (mm) Carga última (N) Resistencia a compresión (MPa) Probeta A11 12.55 1.8 - - Probeta A12 12.44 1.8 16873.20 753.66 Probeta A13 12.47 1.83 19992.78 878.50 Probeta A14 12.5 1.85 18187.74 786.37 Probeta A15 12.49 1.87 - - Probeta A16 12.51 1.84 18707.67 815.07 Probeta A21 12.75 1.77 19531.71 865.21 Probeta A24 12.64 1.83 - - Probeta A27 12.71 1.81 - - Se han descartado las probetas A11, A15, A24 y A27 al no producirse la rotura de esta, sino un despegue de uno o más tacos por fallo del adhesivo. Esto es probablemente debido a una falta de paralelismo entre la superficie del taco y la superficie del útil de ensayo. Ambas superficies deben estar en contacto para así garantizar una completa distribución de la carga ejercida. 28 En la Tabla 6, se muestran los valores de la media de la resistencia a compresión, la desviación estándar y el CV (Coeficiente de Variación). Tabla 6: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo Media Máximo Mínimo DST CV (%) Carga última (N) 18658.62 20032.02 16873.2 1220.05 6.54 Resistencia a compresión (MPa) 819.76 886.48 753.66 52.49 6.40 A continuación, se muestra la Figura 34, en la que puede observar para cada probeta ensayada, la relación Carga (N) – Extensión (mm). La extensión se obtiene como la medida de la cruceta de la máquina durante el ensayo. Figura 34: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo amarillo La Figura 35 muestra la rotura de las probetas A12 (a), A13 (b), A14 (c) y A16 (d). Como se puede observar, de forma general la rotura se produce en la zona libre de tacos. Excepcionalmente, la rotura de la capa de 0 ° se introduce en la zona de tacos, como se puede observar en la probeta A12. 29 Figura 35: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) A12 b) A13 (c) A14 (d) A16 3.4.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris En la Tabla 7 se presentan los resultados de los ensayos de las probetas fabricadas con adhesivo gris. Es importante destacar que estas probetas mostraron una menor resistencia a la rotura en comparación con las que fueron fabricadas con la misma secuencia de apilado, pero utilizando adhesivo amarillo. Por este motivo, se descartó el uso de este adhesivo para las siguientes etapas del estudio. Tabla 7: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo gris Ancho (mm) Espesor nominal (mm) Carga última (N) Resistencia a compresión (MPa) Probeta A41 12.65 1.79 15244.74 675.03 Probeta A42 12.75 1.91 14901.39 611.71 Probeta A43 12.64 1.85 - - Probeta A44 12.44 1.86 11860.29 513.80 Probeta A45 12.78 1.84 14146.02 603.02 Probeta A46 12.75 1.84 12890.34 550.96 Probeta A47 12.73 1.88 16598.52 693.56 Probeta A48 12.72 1.85 14852.34 633.06 Se ha descartado la probeta A43 al no producirse la rotura de esta, sino un despegue del taco por fallo del adhesivo. También es preciso mencionar que las roturas de las probetas A45 y A48 se produjeron fuera de la zona de estudio. 30 A continuación, se muestra la Figura 36 en la que se observa la relación la Carga (N) – Extensión (mm) para cada probeta ensayada. Y en la Figura 37, se muestra la rotura de las probetas A41 (a), A42 (b), A44 (c), y A46 (d). Como se puede observar de forma general, la rotura se produce en la zona libre de tacos. Excepcionalmente, la rotura de la capa de 0 ° se introduce en la zona de tacos, como se observa en la probeta A42. Figura 36: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado A de adhesivo gris Figura 37: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) A41 b) A42 (c) A44 (d) A46 31 3.5 Caracterización laminado B [04/901/04] En esta sección se muestran los resultados obtenidos de los diferentes ensayos a compresión de las probetas correspondientes al laminado [04/901/04], con láminas orientadas a 90° de 50 g/m2. 3.5.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo Se ha realizado el ensayo hasta rotura de 6 probetas llamadas; B11, B12, B13, B14, B15 y B16 con una velocidad de ensayo de 0,5 mm/min. A continuación, se muestra en la Tabla 8, los datos para cada probeta. Tabla 8: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo Ancho (mm) Espesor nominal (mm) Carga última (N) Resistencia a compresión (MPa) Probeta B11 12.54 1.39 15607.70 898.65 Probeta B12 12.52 1.37 15960.87 930.83 Probeta B13 12.58 1.39 15401.70 880.79 Probeta B14 12.57 1.4 15529.23 885.32 Probeta B15 12.64 1.39 13547.61 773.74 Probeta B16 12.6 1.4 16569.09 939.14 Es importante destacar que en estas probetas no se produjo ningún despegue del taco, por fallo del adhesivo. Esto fue posible gracias a una mejora en la precisión del mecanizado de las probetas, para así garantizar el máximo paralelismo entre las superficies de contacto de las probetas y el útil. En la Tabla 9, se muestran los valores de la media de la resistencia a compresión, la desviación estándar y el CV (Coeficiente de Variación). Tabla 9: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo Media Máximo Mínimo DST CV (%) Carga última (N) 15436.03 16569.09 13547.61 1016.34 6.58 Resistencia a compresión (MPa) 884.74 939.14 773.74 59.35 6.71 En la Figura 38, se muestra la representación de la relación Carga (N) – Extensión (mm) para cada probeta ensayada. 32 Figura 38: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo amarillo La Figura 39 muestra la rotura de las probetas B12 (a), B13 (b), B14 (c) y B15 (d). Como se puede observar de forma general, la rotura se produce en la zona libre de tacos. Excepcionalmente, la rotura de la probeta B12 tiene lugar en la zona de tacos tanto para la capa de 0° como la de 90°. Figura 39: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) B12 b) B13 (c) B14 (d) B15 33 3.5.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris Se ha realizado el ensayo hasta rotura de 8 probetas llamadas; B41, B42, B43, B44, B45, B46, B47 y B48 con una velocidad de ensayo de 0,5 mm/min. A continuación, se muestran en la Tabla 10, los datos para cada probeta. Es relevante mencionar que aproximadamente la mitad de las probetas sometidas a ensayo, concretamente las probetas B42, B43, B45 y B47, experimentaron el desprendimiento de los tacos debido a un fallo en el adhesivo utilizado. Tabla 10: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo gris Ancho (mm) Espesor nominal (mm) Carga última (N) Resistencia a compresión (MPa) Probeta B41 12.34 1.39 16520.04 963.43 Probeta B42 12.66 1.44 - - Probeta B43 12.69 1.42 - - Probeta B44 12.62 1.45 14852.34 814.46 Probeta B45 12.54 1.43 - - Probeta B46 12.60 1.42 16098.21 902.77 Probeta B47 12.61 1.44 - - Probeta B48 12.64 1.40 14597.25 828.11 En la Figura 40, se muestra la representación de la relación Carga (N) – Extensión (mm) para cada probeta ensayada. Y en la Figura 41, se muestra la rotura de las probetas B41 (a), B44 (b), B46 (c) y B48. Como se puede observar de forma general, la rotura se produce en la zona libre de tacos. Excepcionalmente, la rotura de la capa de 0 ° se introduce en la zona de tacos, como se observa en las probetas (a), (c) y (d). 34 Figura 40: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado B de adhesivo gris Figura 41: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) B41 b) B44 (c) B46 (d) B48 3.6 Caracterización laminado C [04/901/04] En esta sección se muestran los resultados obtenidos de los diferentes ensayos a compresión hasta rotura de las probetas correspondientes al laminado [04/901/04], con láminas orientadas a 90° de 30 g/m2. 35 3.6.1 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo amarillo Se ha realizado el ensayo hasta rotura de 6 probetas llamadas; C11, C12, C13, C14, C15 y C16 con una velocidad de ensayo de 0,5 mm/min. A continuación, se muestra en la Tabla 11, los datos para cada probeta. Tabla 11: Datos y resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo Ancho (mm) Espesor nominal (mm) Carga última (N) Resistencia a compresión (MPa) Probeta C11 12.44 1.3 15833.34 909.42 Probeta C12 12.39 1.3 17089.02 985.18 Probeta C13 12.27 1.3 17922.87 1043.53 Probeta C14 12.52 1.3 19306.08 1101.79 Probeta C15 12.48 1.3 17677.62 1011.61 Probeta C16 12.58 1.3 16019.73 909.45 Al igual que en las probetas anteriores, en estas probetas tampoco se produjo ningún despegue del taco, por fallo del adhesivo. En la Tabla 12, se muestran los valores de la media de la resistencia a compresión, la desviación estándar y el CV (Coeficiente de Variación). Tabla 12: Resultados de los ensayos a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo Media Máximo Mínimo DST CV (%) Carga última (N) 17308.11 19306.08 15833.34 1295.32 7.48 Resistencia a compresión (MPa) 993.49 1101.79 909.42 75.85 7.63 En la Figura 42, se muestra la representación de la relación Carga (N) – Extensión (mm) para cada probeta ensayada. La Figura 43 muestra la rotura de las probetas C11 (a), C13 (b), C15 (c) y C16 (d). Como se puede observar se producen igualmente en la zona libre de tacos. Si bien, en algunos casos se introducen ligeramente a la zona de tacos, como se observa en las probetas (a), (c), y (d). 36 Figura 42: Curvas de ensayo a compresión hasta rotura del laminado C de adhesivo amarillo Figura 43: Probetas ensayadas hasta rotura: (a) C11 b) C13 (c) C15 (d) C16 3.6.2 Ensayo a compresión del conjunto de probetas de adhesivo gris Se ha realizado el ensayo hasta rotura de 8 probetas llamadas; C41, C42, C43, C44, C45, C46, C47 y C48 con una velocidad de ensayo de 0,5 mm/min. A continuación, se muestra en la Tabla 13, los datos para cada probeta. 43 Figura 49: Despegues transversales aislados en la probeta A22 Tras realizar ensayos a ambas probetas, a un 75% de la resistencia a compresión, y no detectar aparición de nuevo daño, ni la evolución del daño detectado a niveles inferiores, se han inspeccionado las probetas al 80%. A dicho nivel de carga, se detectan despegues transversales aislados en la probeta A18, mostrados en la Figura 50, y despegues transversales continuos localizados en la probeta A22, Figura 51a. Para el resto de los niveles de carga no se observó nuevos daños ni proyección de los daños descritos con anterioridad. En las Figura 51b (90%), 51c (90%) y 51d (95%) se confirma que los despegues transversales continuos mostrados en la Figura 51a no progresan al aplicar estos niveles de carga. Además de los daños mencionados, cabe destacar el daño de la capa de fibras orientadas a 0°. La Figura 52 muestra la aparición de este tipo de daño al 95% (b). También se ha podido observar este tipo de daño al 95% en la parte externa de la capa de fibras orientadas a 0°, Figura 53. Por otro lado, en la probeta A22 al 90 % se inició el daño del adhesivo, pero en este caso no llegó a producirse el despegue de los tacos pudiendo finalizar su estudio por completo, Figura 54. 44 Figura 50: Despegues transversales aislados en la probeta A18 Figura 51: Despegues transversales continuos en la probeta A22 45 Figura 52: Daño en la capa de fibras orientadas a 0° de la probeta A22 Figura 53: Daño en la capa externa de fibras orientadas a 0° de la probeta A22 46 Figura 54: Daño en el adhesivo en la probeta A22 Finalmente, al tratad de aplicar la carga equivalente al 100 % de la resistencia a compresión, se produjo la rotura de probeta A22 para un porcentaje de carga del 94,9%. Es importante destacar la falta de influencia de los daños longitudinales provocados por el efecto borde en la progresión del daño y el fallo final, es decir, las grietas longitudinales no progresan y el fallo final no está inducido por su presencia. La Figura 55 muestra la rotura de la probeta A22. Figura 55: Rotura de la probeta A22 4.2.2 Probetas correspondientes al laminado B [04/901/04] 4.2.2.1 Estado prístino De la misma manera que en el caso del laminado A, se ha analizado la aparición y evolución del daño en el laminado B. Para ello, primero se observa el estado de las probetas tras el curado. La inspección microscópica revela también la presencia del “efecto borde”. La Figura 56 muestra distintos daños encontrados en la zona de tacos de la probeta B27. Estas grietas parecen tener 47 menor relevancia que las encontradas en el caso del laminado A. Sin embargo, este hecho puede ser debido al lijado y pulido de las probetas, puesto que la presencia del “efecto borde” en el ancho de la probeta tiende a ser menor conforme se reduce el espesor de la capa de 90°. Figura 56: Detalle de las grietas longitudinales de la zona de tacos de la probeta B27 Con respecto a la presencia de grietas longitudinales en la zona libre de tacos, también se observa este tipo de daño en las zonas cercanas a los tacos. Este tipo de daño está más presente en dichas zonas que en el caso del laminado A. Este hecho pone de manifiesto que, aunque las grietas sean menos pronunciadas que las del laminado A¸ esto se debe al lijado y pulido de las probetas, y en la zona central la presencia del efecto escala es mayor en el laminado B. Esto es debido a que, en la zona libre de tacos, la relación entre el espesor de las capas de 0° y la de 90° es mayor en el laminado B. La Figura 57 representa algunos de las grietas longitudinales encontradas en la zona libre de tacos de la probeta B27. a b c d 48 Figura 57: Detalle de las grietas longitudinales de la zona libre de tacos de la probeta B27 . 4.2.2.2 Evolución del daño Para la observación y evaluación del daño se han seleccionado dos probetas: las identificadas como B17 y B22, en las cuales que se han analizado ambas caras. Se establecen distintos niveles de carga para realizar ensayos a una velocidad de 0.1 mm/min: 25 %, 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 100%, 105% y 110% de la resistencia a compresión determinada en la sección 3.5.1. (estos dos últimos niveles, debido a que la rotura de la probeta B22 se produjo para niveles de carga más altos que la resistencia a compresión). En el caso de la probeta B17, un error en la selección de la velocidad del ensayo llevó a una rotura prematura en el ensayo al 75%. Aplicado todos los niveles descargas descritos anteriormente para la probeta B22, se ha llevado a cabo una exhaustiva inspección de las imágenes tomadas. Para el 90% se han detectado despegues transversales continuos. En la Figura 58, se muestra la inspección de dichos daños a niveles de carga inferiores: a) prístino b) 75%, c) 90% d) 110%, para estudiar su progresión. a b 49 Figura 58: Evolución del daño detectado en la probeta B22 (a) estado prístino, (b) 75%, (c) 90%, (d)110%. 50 Como sucedió en el laminado A, cabe destacar el daño de la capa de fibras orientadas a 0°. La Figura 59 muestra la aparición de este tipo de daño al 110% (b). Figura 59: Daño en la capa de fibras orientadas a 0°de la probeta B22 Finalmente, aplicando el nivel de carga del 115 % de la resistencia a tracción se produjo la rotura de probeta B22, alcanzando un porcentaje de carga del 103,2 %. En la Figura 60 se muestra la rotura de la probeta, dicha grieta presenta una inclinación que corresponde con la descrito en [4], con un ángulo de rotura comprendido en el rango 53°-70°. Figura 60: Rotura de la probeta B22 51 5. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS En este trabajo se ha pretendido detectar indicios de la presencia en materiales compuestos fibra de carbono/matriz epoxi del efecto escala ante cargas de compresión, analizando de forma experimental la progresión del mecanismo de fallo. Para ello se han fabricado tres laminados cross-ply, con diferentes espesores de la capa con fibras orientadas a 90°. En lo referente al proceso de fabricación de las probetas, es importante destacar la complejidad encontrada. El proceso requiere la fabricación de probetas con una geometría muy particular en la que la alineación de los tacos y el mecanizado de las probetas han sido dos aspectos clave para garantizar buenos resultados en los ensayos. Además, es fundamental asegurar un total paralelismo entre la superficie superior de la probeta y el útil de ensayo, para evitar una distribución no uniforme de la carga que provoque un desprendimiento de los tacos. Con respecto a los adhesivos empleados, tras observar grietas longitudinales en laminados curados con adhesivo amarillo, se ha utilizado un adhesivo gris que no requiere un proceso de curado a alta temperatura. Finalmente, tras someter los laminados a ensayos, se descartó su uso para el estudio por presentar: mayor variabilidad en los resultados, resistencia compresión inferior y mayores problemas asociados al desprendimiento de tacos. En relación con los ensayos efectuados, al inicio de estos se observó variaciones entre las curvas que representan la relación carga-extensión, lo cual es debido al juego entre la probeta y el útil de ensayo. También hay que destacar la presencia en algunos ensayos de picos de disminución de cargas encontrados, producidos por daños en la unión de los tacos. Los valores de resistencia a compresión obtenidos son mayores para probetas con láminas ultradelgadas. La observación microscópica realizada a las probetas de los laminados A (espesor convencional de la capa de 90°) y B (espesor ultradelgado de la capa de 90°) en su estado prístino ha permitido detectar la presencia de despegues y grietas longitudinales, asociados al fenómeno denominado “efecto borde”, provocado por la presencia de un estado biaxial de cargas durante el proceso de curado. En relación con este efecto, se puede afirmar que: • A pesar de que los despegues y daños encontrados parecen tener una mayor relevancia en el laminado A¸ esto se debe al proceso de lijado y pulido de las probetas, que atenúa las grietas observadas en el laminado B¸ ya que la extensión del efecto borde en el ancho de la probeta se reduce cuando el espesor de la capa de 90° disminuye. • La presencia de despegues y grietas longitudinales en la zona libre de tacos está más extendida en el laminado B, debido a una mayor relación entre el espesor de las capas de 0° y el espesor de la capa de 90°. 52 • No existe un avance de los despegues y grietas longitudinales asociado al aumento de la carga de compresión a la que se someten las probetas. Dichos daños no tienen un rol relevante en el fallo final del laminado. Con respecto a la inspección microscópica realizada para la detección de la aparición de nuevos daños y su progresión en los laminados A y B, se puede afirmar que: • El mecanismo de daño para ambos laminados sometidos a cargas cuasi-estáticas de compresión es muy “explosivo”, es decir, la rotura se produce con una detección muy residual de daños en la capa de 90°. La detección y avance del daño es mucho más compleja que en laminados sometidos a tensión cuasi-estática. • El mecanismo de daño no sigue las etapas definidas por los estudios previos ante carga cuasi-estática de tracción. Los daños encontrados previamente a la rotura son despegues aislados y despegues continuos. No se localizan daños posteriores (daños transversales generalizados y grietas transversales). • Como indicios de un posible efecto escala, no se observan diferencias remarcables en el mecanismo de fallo entre ambos laminados, pero se observa un retraso en la aparición y la leve evolución del daño producida antes de la rotura. El laminado con capas de 90° de espesor convencional (laminado A) empieza a presentar despegues aislados cuando se somete a un 70% de la carga correspondiente a su resistencia a compresión. Cuando dicha carga asciende a un 80% se observa la presencia de despegues continuos. La rotura del laminado se produce sin observar mayor avance de los daños. En el caso del laminado con capas de 90° ultradelgadas (laminado B), se precisa alcanzar un 90% de la carga correspondiente a su resistencia a compresión para poder apreciar daños, que aparecen como despegues continuos. Dichos daños progresan muy levemente antes de producirse la rotura del laminado. Finalmente, teniendo en cuenta todos estos aspectos, este trabajo muestra indicios sobre un comportamiento diferenciado de los laminados empleados que indican la posible presencia del efecto escala en laminados cross-ply de material compuesto fibra de carbono/resina epoxi, sometidos a cargas cuasi-estáticas de compresión. Dichos indicios respaldan una investigación más exhaustiva en este tema y una comparación con los efectos encontrados ante cargas de tracción. Como trabajos futuros, se propone una inspección más detallada, estableciendo más niveles de carga, lo cual permitiría una mejor captura de la aparición y avance de los daños. Además, este estudio abre la posibilidad de investigar los daños generados por efecto borde y el efecto de un cambio en la distribución de las capas de 90° en el laminado.