Ir directamente al contenido

Soldadura entre materiales compuestos y metales, la innovadora tecnología de unión por pulso electromagnético

26/03/2018

La necesidad de reducir el peso del vehículo en las últimas tres décadas está conduciendo a una reducción gradual de la cantidad de hierro fundido y de aceros clásicos empleada en los automóviles y a su sustitución por aceros de alto rendimiento (aceros inoxidables y de alta resistencia), aleaciones ligeras (principalmente aluminio) y plásticos y compuestos de plástico. En este entorno el objetivo general del proyecto 'Metalmorphosis' en el que participa IK4-IDEKO fue el desarrollo de una gama de nuevos productos híbridos metal-composite para la industria del automóvil, utilizando la nueva e innovadora tecnología de pulso electromagnético, adecuada para la unión de metales. Su campo de aplicación se extenderá a la unión de metales y composites.

Los materiales compuestos ofrecen la posibilidad de lograr reducciones de peso impresionantes para los productos de la próxima generación. Los procesos y materiales de producción de compuestos evolucionan rápidamente para satisfacer las necesidades de una amplia gama de industrias, desde mercados establecidos como deportes y aeroespacial, a mercados de rápido crecimiento, como la energía eólica, pasando por las infraestructuras, los productos de consumo y la automoción, donde ahora los materiales compuestos están penetrando cada vez más, reemplazando los materiales de construcción tradicionales.

Sin embargo, un problema de diseño y producción de los materiales compuestos a menudo ha pasado por alto introducir la carga en la estructura compuesta. Las juntas mecánicas (atornillado, remachado) son confiables y ampliamente aceptadas, pero crean concentraciones locales de tensión que reducen la resistencia de los composites hasta en un 50%, lo suficiente como para eliminar las ganancias de peso previstas en muchos diseños. Las juntas unidas son efectivas, pero requieren una ingeniería muy segura, entornos de producción limpios y personal bien capacitado para garantizar uniones confiables. Por otra parte, las empresas, y especialmente las pymes, tienen dificultades para diseñar y producir estructuras consolidadas fiables.
No obstante, deben indicarse algunas connotaciones de esta tendencia de aligeramiento:

  • Los materiales sustitutos tienen densidades significativamente más bajas, por lo tanto su contribución a la masa real del vehículo es proporcionalmente menor que la de los materiales densos, tales como los metales ferrosos.
  • El conocimiento y la práctica del diseño de componentes con plásticos, con y sin refuerzo, está madurando, lo que permite a los diseñadores maximizar el rendimiento de estos materiales sin “sobredimensionar” o construir en refuerzo adicional (diseño inteligente), reduciendo la masa absoluta de dichos materiales usado en vehículos.
  • Los componentes del vehículo se están reduciendo en número, pero aumentan en complejidad.
  • Hay una tendencia a aumentar la masa del vehículo debido a demandas continuas de mejoras en los siguientes campos:

- Seguridad: choques, fuego, electricidad, sistemas avanzados de frenado.
- Comodidad del pasajero: asientos, espacio interior, control del clima del vehículo.
- Sistemas electrónicos: suministro eléctrico.
- Control.
- Información: entretenimiento del vehículo.

El uso creciente de materiales livianos ayuda a mitigar esta tendencia derivada del aumento de la complejidad de los componentes.
Por otro lado, los composites actualmente representan el 50% del total del vehículo en volumen. Hay muchas aplicaciones para compuestos hoy en día, sin embargo, típicamente involucran componentes con fines más cosméticos que estructurales. Los plásticos reforzados con fibra de vidrio conforman la mayoría de las aplicaciones disponibles hoy en día, pero tienen limitaciones en términos de resistencia. La actividad reciente indica que hay mucho más interés hoy en los compuestos (particularmente fibra de carbono) que proporcionan un rendimiento estructural adicional.
En los últimos años, se han introducido en el mercado varios modelos de coches de producción en serie que explotan soluciones desarrolladas en proyectos de investigación. Se informa de que el desarrollo de nuevos vehículos eléctricos depende en gran medida de componentes de fibra de carbono para elementos estructurales. La elección de la fibra de carbono sobre otros materiales viene impulsada por una reducción en el almacenamiento de la batería, lo que reduce el costo de la batería, a pesar del costo creciente en los componentes del cuerpo. El uso de materiales compuestos estructurales beneficiará a las industrias que se especializan en estos campos. Se están desarrollando relaciones de trabajo con proveedores de materiales para desarrollar conjuntamente procesos y técnicas para llevar vehículos de fibra de carbono al mercado y crear empleos. Los principales problemas con los materiales compuestos son el costo general del material, las cantidades limitadas de material disponible y el reciclaje del material.

Para poder ver el contenido completo tienes que estar suscrito. El contenido completo para suscriptores incluye informes y artículos en profundidad

Inicia sesión Suscríbete

Te recomendamos

La importancia de la eficiencia energética en la fabricación

La importancia de la eficiencia energética en la fabricación

21/03/2024 Mercados Metal

Leer más sobreHaimer un socio de confianza en producción

Exposolidos, Polusolidos y Expofluidos 2024 reciben la visita de más de 7.000 profesionales

Exposolidos, Polusolidos y Expofluidos 2024 reciben la visita de más de 7.000 profesionales

21/03/2024 Mercados Metal

Leer más sobreHaimer un socio de confianza en producción

Los cambiadores de herramienta para robot de Stäubli optimizan el tiempo de cambio de útil

Los cambiadores de herramienta para robot de Stäubli optimizan el tiempo de cambio de útil

11/03/2024 Mercados Metal

Leer más sobreHaimer un socio de confianza en producción

Revista

IMHE Marzo 2024 Automatización y robótica, Mercados Energía

Ver la revista

Lo más leído

Innovalia Metrology presentará en Metromeet metrología para una fabricación de cero defectos

Metal Noticias

Leer más sobre Innovalia Metrology presentará en Metromeet metrología para una fabricación de cero defectos

José Manuel Orcasitas, nuevo Presidente de Cidetec

Metal Noticias

Leer más sobre José Manuel Orcasitas, nuevo Presidente de Cidetec

Metrol Springs, nueva incorporación a la familia de normalizados de Daunert

Metal Noticias

Leer más sobre Metrol Springs, nueva incorporación a la familia de normalizados de Daunert

Bystronic y Kurago se convierten en socios en la innovación

Metal Noticias

Leer más sobre Bystronic y Kurago se convierten en socios en la innovación

Diez meses antes del debut de BIMU, ya hay más de 460 empresas expositoras

Metal Noticias

Leer más sobre Diez meses antes del debut de BIMU, ya hay más de 460 empresas expositoras

Customización de cookies

Cookies Analytics

Este sitio web utiliza cookies de terceros para cuantificar el número de usuarios y así realizar la medición y análisis estadístico de la utilización que hacen los usuarios del servicio ofertado. Para ello se analiza su navegación en nuestra página web con el fin de mejorar la oferta de productos o servicios que le ofrecemos por medio de la cookie Google Anlytics

Cookies para compartir en redes sociales

Usamos algunos complementos para compartir en redes sociales, para permitirle compartir ciertas páginas de nuestro sitio web en las redes sociales. Estos complementos colocan cookies para que pueda ver correctamente cuántas veces se ha compartido una página.