CIDESI: CAPACIDADES CIENTIFICAS Y TECNOLÓGICAS PARA ASPAS DE

AEROGENERADORES

Santiago de Querétaro a 29 de Enero del 2015

2

SERVICIOS EN MATERIALES COMPUESTOS

3

1. Tensión (ASTMD 3039) a) Módulo de Young

b) Coeficiente de Poisson

2. Compresión (Norma ASTMD 6641)

3. Flexión (ASTMD 7264),

4. Corte Interlaminar (ASTMD 2344)

5. Módulo de corte (ASTMD 5379)

Pruebas Mecánicas en Materiales Compuestos

Probeta No. Capas Ancho (mm) Espesor

(mm) Carga (kN)

Resistencia

(MPa)

M. Young

(GPa)

1 10 25.83 2.976 14.89450155 193.740 12.81735884

2 10 25.76 3.043 14.3255735 182.71 13.1689916

3 10 25.891 3.001 14.591728 187.54 13.15520208

4 12 25.946 3.6491 19.32072075 204.77 13.00351736

5 12 26.0223 3.6703 19.985573 208.91 14.0997842

6 12 26.0604 3.7465 19.6089428 200.64 12.25198852*

4

1. Temperatura de transición vítrea, Tg: Punto viscoelástico del material (Norma ASTMD 7028 )

2. Densidad de material compuesto (Norma ASTMD 3800)

3. Contenido de Constituyentes, % fibra, % resina, Porosidad (Norma ASTMD 3171)

4. Peso por unidad de área, densidad superficial de la fibra (Norma ASTMD 3529)

Pruebas Físico-Químicas en Materiales Compuestos

5

1. Ultrasonido por inmersión

2. Arreglo de fases

3. Ondas Lamb

4. Emisión acústica

5. Radiografía

6. Termografía infrarroja

7. Shearografía

Ensayos no Destructivos en Materiales Compuestos (NDT)

6

Infraestructura y Equipos para Materiales Compuestos

HPLC Flexar, UV/VAS detector, column ovens, autosamplers and injectors.

DMA 8000 Dynamic Mechanical Analyzer with TMA capability.

Autoclave, Econoclave 2×4 ft, 200 PSIG @ 650°F.

Manual Hydraulic Compression Press with 12 Ton Capacity

Carver pneumatic press

MTS 810 Servo-hydraulic Universal Testing Machine with environmental chamber,

100kN capacity

INSTRON 8872 Servo Hydraulic Universal Testing Machine, 10kN capacity

MTS Insight Electromechanical Testing System, 100kN capacity

Environmental chamber for temperature and humidity conditioning; -10 to 80°C; 25 to

95% RH.

Bode 100 - PC controlled Vector Network Analyzer

High voltage ultrasonic pulser-receiver

Ultrasonic preamplifier

OmniScan MX PA ultrasonic phase array system

Physical Acoustic Corporations ultrasonic immersion system Olympus GX51 - inverted reflected light microscope

Stereoscope x350 with hand-held inspection unit

JEOL 6160LV Scanning Electron Microscope (SEM) with Energy Dispersive

Spectroscopy (EDS)

Programmable ovens

Cutting machines

Walk-in freezers, until -22°F

7

Área de pruebas fisíco-químicas (12 m x 9 m)

Área de Pruebas Mecánicas (9 m x 8 m)

Área NDT ( 3 m x 2 m)

Área de Manufactura (6 m x 3 m)

Área de corte y preparación de probetas (5 m x 3 m)

Refrigeradores de alta capacidad

(150pies3+70pies3+40pies3 )

Cuarto de laminado (5 m x 3 m)

Infraestructura y Equipos para Materiales Compuestos

8

Área de Manufactura de Materiales Compuestos 1. Manufactura de silenciador en fibra de carbono 2. Manufactura de moldes para turbina eólica en MDF y fibra de vidrio 3. Manufactura de 12 palas de 1.7m de longitud por infusión de resina

asistida por vacío 4. Manufactura de nariz y aletas de orientación con fibra de vidrio, para

pequeña turbina eólica (1 kW)

9

CAPACIDADES CIENTIFICAS Y TECNOLOGICAS

10

Análisis Estructural de materiales compuestos (SolidWorks, Unigraphics NX, CATIA, ANSYS and ABAQUS).

11

Desarrollo de Materiales Compuestos

1. Evaluación del daño por fatiga e impacto en materiales compuestos híbridos. SEP-CONACYT, 2012-2015.

Se realizó una investigación experimental y numérica de la tenacidad dinámica a la fractura de materiales compuestos de fibra de carbono y láminas de aluminio, con y sin daño por fatiga.

2. Investigating Dynamic Fracture Toughness of Composite Materials’ Texas A&M University – CONACYT. Collaborative Research Grant Program. Sep 2009-Ago 2010.

12

Proyectos I+D con Materiales Compuestos

3. Mejoramiento de las propiedades estructurales en materiales compuestos mediante la dispersión y funcionalización de nanotubos. Desarrollo de estructuras fabricadas de material compuesto desarrollando procesos y productos innovadores. Se implementó la inserción de nuevos materiales como factor diferenciador e innovador, basándose en el diseño, análisis, manufactura y validación de nuevos materiales con aplicación a los sectores aeronáutico y automotriz 4. Evaluación del efecto de la fatiga en flexión en la temperatura de transición vítrea del material compuesto El material híbrido CFRP/Ti con nanotubos de carbono reforzando la región interlaminar tendrá mayor amortiguamiento (damping) y por lo tanto una mayor resistencia a impacto que el material híbrido CFRP/Ti sin refuerzo interlaminar.

13

Proyectos I+D con Materiales Compuestos

5. Evaluación del daño por impacto de baja energía en materiales compuestos. El objetivo general es evaluar el efecto del daño por fatiga e impacto en las propiedades mecánicas de los materiales compuestos híbridos reforzados con fibras y láminas metálicas. Se pretende usar principalmente material compuesto de matriz epóxica reforzado con fibras de carbono y láminas de titanio y aluminio.

14

Proyectos I+D con Materiales Compuestos

7. Estudio especializado sobre plataformas tecnológicas, brechas y prospectiva en energía renovable de alto mercado nacional y mundial, i) energía fotovoltaica y ii) energía eólica.

15

Proyectos I+D con Materiales Compuestos

8. P02 Investigación y Desarrollo de Métodos Automatizados para el Acomodo de Capas de Materiales Compuestos Aplicado a la Manufactura de Palas

9. P03 Diseño de Rotores para Aerogeneradores de Eje Horizontal, con Incorporación de una de Tres Opciones de Innovación Aeroelástica, Incluyendo Construcción y Prueba de una Sección

16

Proyectos I+D con Materiales Compuestos

Centro Mexicano de Innovación en Energía Eólica

17

Capacitación reciente en Diseño y Manufactura de palas para producción

18

Capacitación reciente en Diseño y Manufactura de palas para producción