materiales fabricacion

Descripción

El Grupo de Diseño y Comportamiento Mecánico de Ceit-IK4 es un grupo multidisciplinar que combina mecánica, ingeniería de materiales y computación. Está especializado en tres temáticas principales:

  • Diseño, análisis y evaluación teórico y experimental de máquinas y componentes, aportando valor desde la concepción de la idea hasta el proceso de fabricación, pasando por el cálculo, el análisis dinámico, el rediseño, el diseño de detalle, e incluso la construcción de bancos de ensayos cuando se requiere.
  • Optimización de procesos de conformado de materiales en caliente y en frío (laminación, forja, HIP, etc.), combinando técnicas experimentales con la simulación mediante elementos finitos (FEM) y diseñando los utillajes más adecuados.
  • Integridad estructural y predicción de vida de componentes en función de las condiciones de servicio, relacionando propiedades mecánicas y microestructura, y desarrollando técnicas experimentales particulares para evaluar la integridad estructural y determinar mecanismos de fallo.

Líneas de investigación

  • Caracterización de máquinas y procesos: determinación de parámetros característicos a partir de modelos teóricos y medidas experimentales. Rotodinámica. Transmisión estructural de ruido y vibraciones.
  • Diseño mecánico: diseño de mecanismos flexibles (Flexures) para acoplamientos y manipuladores robóticos. Diseño de máquinas. Diseño termomecánico de sistemas de refrigeración.
  • Modelización de conformado de materiales: el grupo posee desarrollos propios para la modelización de procesos de forja y conformado en caliente y en frío basados en técnicas de elementos finitos y ecuaciones constitutivas avanzadas.
  • Modelización de distorsiones en metalurgia de polvos y fabricación aditiva: el grupo dispone de herramientas propias para la modelización de distorsiones en piezas fabricadas a partir de polvos.
  • Optimización del diseño de utillaje y matricería en procesos cercanos a forma final (near-net shape).
  • Estudio y modelización de fractura, fatiga, fatiga termomecánica y predicción de vida en estados complejos de carga y alta temperatura. Desarrollo de experimentos, monitorización para detección temprana de grietas, y ensayo de componentes.
  • Ensayos micromecánicos para la caracterización de películas delgadas y recubrimientos, intercaras, aceros (distintas fases, inclusiones, carburos), superficies modificadas (quemas, capas blancas, tratamientos superficiales, etc). Tecnología propia para la medida de tensiones residuales en un rango amplio de escalas (0,1 µm – 100 mm).

Proyectos

Equipamiento PM

El grupo cuenta con paquetes de software comercial y de desarrollo propio para cubrir las diversas líneas de investigación.

  • ABAQUS: simulación por elementos finitos (FEA).
  • MATLAB/SIMULINK/SIMSCAPE: simulación multi-física.
  • ANSYS-FLUENT: simulación de fluidos CFD.
  • SIMPACK: simulación multicuerpo (MBS).
  • CREO, Windchill, SolidWorks, Solid Edge: CAD/CAM y gestión de proyectos (PLM).
  • LABVIEW: diseño, monitorización y control de experimentos.
  • LMS Test.Xpress: análisis de ruido y vibraciones.
  • LMS Test.Lab: análisis modal.

Además, el grupo dispone de equipos informáticos para cubrir las necesidades de capacidad de cálculo requeridas por las simulaciones.

El grupo está equipado con las máquinas de ensayo mecánico estándares además de con tecnologías más singulares que se muestran a continuación:

  • Tracción a alta velocidad de deformación (hasta 14 m/s) y alta temperatura.
  • Máquina de ensayo de fatiga biaxial de bajo número de ciclos (tracción/compresión, torsión, ±10 kN, ±100 N·m).
  • Máquina de ensayo de fatiga de bajo número de ciclos en caliente y muy alta carga (±250 kN).
  • Nanoindentación y nanoscratching.
  • Máquina de ensayo de carga alta (hasta 120 kN) y baja frecuencia (hasta 10 Hz).
  • Máquina de ensayo de carga baja (hasta 20 kN) y alta frecuencia (hasta 400 Hz).
  • Bancada con actuador hidráulico multipropósito (hasta 30 Hz y 25 kN).
  • Medida de módulos elásticos y conductividad térmica en función de la temperatura.

Además, Ceit-IK4 dispone de microscopía óptica y electrónica (SEM, FEG-SEM, TEM, EBSD, EDS, etc.) para la caracterización microestructural, FIB-FSEM para micro/nano-mecanizado y equipos de difracción de rayos X para la medida de tensiones residuales y texturas.

Otros equipamientos para abordar trabajos experimentales son:

  • Sensores de desplazamiento: potenciómetros y LVDT en diferentes rangos de medida.
  • Acelerómetros: piezoeléctricos, MEMS, piezo-resistivos, uniaxiales, triaxiales, etc.
  • Otros: sensores de presión, inclinómetros, giróscopos, galgas extensométricas, etc.
  • Micrófonos, sonómetros, etc.
  • Acelerómetros. Diferentes rangos de aceleración y ancho de banda de frecuencia.
  • Transductores de fuerza.
  • Martillos de impacto con transductores de fuerza integrados.
  • Agitadores y excitadores.
  • Sistema de adquisición de datos: LMS SCADAS Mobile. Canal de 16 entradas y canal de 2 salidas.
  • Pirómetros, cámaras termográficas, etc.