Types of Fiber 

Fibra de vidrio - Fiberglass 

La fibra de vidrio se utiliza a menudo para la estructura secundaria de los aviones, como carenados, radomos y puntas de las alas. La fibra de vidrio también se utiliza para las palas de los rotores de los helicópteros. Hay varios tipos de fibra de vidrio utilizados en la industria de la aviación. El vidrio eléctrico, o vidrio E, se identifica como tal para aplicaciones eléctricas. Tiene una alta resistencia al flujo de corriente. 

El vidrio E está hecho de vidrio de borosilicato. El vidrio S y el vidrio S2 identifican a la fibra de vidrio estructural que tiene una mayor resistencia que el vidrio E. El vidrio S se produce a partir de silicato de magnesia-alúmina. Las ventajas de la fibra de vidrio son su menor coste en comparación con otros materiales compuestos, su resistencia a la corrosión química o galvánica y sus propiedades eléctricas (la fibra de vidrio no conduce la electricidad). La fibra de vidrio tiene un color blanco y está disponible como tejido de fibra seca o material preimpregnado.

Kevlar 

Kevlar® es el nombre de DuPont para las fibras de aramida. Las fibras de aramida son ligeras, fuertes y resistentes. En la industria de la aviación se utilizan dos tipos de fibras de aramida. Kevlar® 49 tiene una alta rigidez y Kevlar® 29 tiene una baja rigidez. Una de las ventajas de las fibras de aramida es su gran resistencia a los daños por impacto, por lo que suelen utilizarse en zonas propensas a sufrirlos. La principal desventaja de las fibras de aramida es su debilidad general en la compresión y la higroscopia. 

Los informes de servicio han indicado que algunas piezas fabricadas con Kevlar® absorben hasta el 8% de su peso en agua. Por lo tanto, las piezas fabricadas con fibras de aramida deben protegerse del medio ambiente. Otra desventaja es que Kevlar® es difícil de perforar y cortar. Las fibras se desvanecen con facilidad y se necesitan tijeras especiales para cortar el material. Kevlar® se utiliza a menudo para aplicaciones militares de balística y blindaje corporal. Tiene un color amarillo natural y está disponible como tejido seco y material preimpregnado. Los haces de fibras de aramida no se miden por el número de fibras, como el carbono o la fibra de vidrio, sino por el peso.

Carbono/Grafito - Carbon/Graphite 

Una de las primeras distinciones que hay que hacer entre las fibras es la diferencia entre las fibras de carbono y las de grafito, aunque los términos se utilizan con frecuencia indistintamente. Las fibras de carbono y grafito se basan en las redes de capas de grafeno (hexagonales) presentes en el carbono. 

Si las capas de grafeno, o planos, se apilan con orden tridimensional, el material se define como grafito. Por lo general, para formar este orden se requiere un procesamiento prolongado en tiempo y temperatura, lo que encarece las fibras de grafeno. La unión entre los planos es débil. A menudo se produce un desorden que hace que sólo exista un orden bidimensional dentro de las capas. Este material se define como carbono.

Las fibras de carbono son muy rígidas y fuertes, de 3 a 10 veces más rígidas que las fibras de vidrio. La fibra de carbono se utiliza para aplicaciones estructurales de los aviones, como las vigas del suelo, los estabilizadores, los controles de vuelo y la estructura primaria del fuselaje y las alas. Sus ventajas son su gran resistencia y su resistencia a la corrosión. Las desventajas son su menor conductividad que la del aluminio, por lo que se necesita una malla de protección contra rayos o un recubrimiento para las partes de la aeronave que son propensas a los rayos. 

Otra desventaja de la fibra de carbono es su elevado coste. La fibra de carbono es de color gris o negro y está disponible como tejido seco y material preimpregnado. Las fibras de carbono tienen un alto potencial de causar corrosión galvánica cuando se utilizan con sujetadores y estructuras metálicas.

Boro 

Las fibras de boro son muy rígidas y tienen una gran resistencia a la tracción y a la compresión. Las fibras tienen un diámetro relativamente grande y no se flexionan bien, por lo que sólo están disponibles como producto de cinta preimpregnada. A menudo se utiliza una matriz epoxi con la fibra de boro. 

Las fibras de boro se utilizan para reparar pieles agrietadas de aviones de aluminio, porque la expansión térmica del boro es cercana a la del aluminio y no hay potencial de corrosión galvánica. La fibra de boro es difícil de utilizar si la superficie del material base tiene una forma contorneada. Las fibras de boro son muy caras y pueden ser peligrosas para el personal. Las fibras de boro se utilizan principalmente en aplicaciones de aviación militar.

Fibras cerámicas - Ceramic Fibers 

Las fibras cerámicas se utilizan para aplicaciones de alta temperatura, como los álabes de una turbina de gas. Las fibras cerámicas pueden utilizarse a temperaturas de hasta 2.200 °F.

Fibras de protección contra rayos - Lightning Protection Fibers 

Un avión de aluminio es bastante conductor y es capaz de disipar las altas corrientes resultantes de un rayo. Las fibras de carbono son 1.000 veces más resistentes que el aluminio al flujo de corriente, y la resina epoxi es 1.000.000 veces más resistente (es decir, perpendicular a la piel). 

La superficie de un componente externo de material compuesto a menudo consiste en una capa de material conductor para la protección contra el rayo porque los materiales compuestos son menos conductores que el aluminio. Se utilizan muchos tipos diferentes de materiales conductores que van desde la tela de grafito recubierta de níquel hasta las mallas metálicas, pasando por la fibra de vidrio aluminizada y las pinturas conductoras. Los materiales están disponibles para la colocación en húmedo y como preimpregnado.

Además de una reparación estructural normal, el técnico también debe recrear la conductividad eléctrica diseñada en la pieza. Estos tipos de reparación suelen requerir una prueba de conductividad que se realiza con un óhmetro para verificar la resistencia eléctrica mínima en la estructura. Cuando se reparan estos tipos de estructuras, es extremadamente importante utilizar sólo los materiales aprobados de los proveedores autorizados, incluyendo elementos tales como compuestos de encapsulado, selladores, adhesivos, etc.