Nanotures

Análisis, evaluación y propuesta de mejora del rendimiento del mecanizado de estructuras híbridas CFRP/Aleación Metálica

Empresa colaboradora:

Nanotures

 

Directores: 

Dr. Moises Batista Ponce

Dr. Bartolomé Simonet Suau

Gr. de Investigación:

 Ing. y Tecn. de Materiales y

Fabricación

Programa de doctorado de la

UCA: Fabricación, Materiales e

Ingeniería Ambiental

Los Materiales compuestos de matriz polimérica termoplástica reforzados con Fibra de Carbono (CFRTP) y las aleaciones metálicas ligeras son considerados como materiales estratégicos en diversos sectores, como el aeronáutico, automóvil o deportivo, debido a su excelente relación peso/propiedades mecánicas.
Con el fin de reducir costes de operación y optimizar las propiedades de los materiales, así como sus costes de fabricación, estos materiales se están empleando en forma de estructuras híbridas.
Este tipo de materiales, una vez fabricados, deben ser mecanizados para su aplicación final con el fin de cumplir una serie de requisitos finales. Debido a esto, surge una necesidad de estudiar y comparar diferentes tecnologías de mecanizado con el fin de obtener el mejor proceso y optimizar el rendimiento del mecanizado de estructuras híbridas.
Todo ello, genera la necesidad de la realización de un mecanizado de estructuras híbridas en las que se cumplan los requerimientos funcionales exigidos, como la Integridad Superficial, sin afectar negativamente a otros aspectos del proceso.
De esta manera, surge el objetivo principal de esta tesis doctoral, en la que se busca estudiar y mejorar el rendimiento de los procesos de fabricación y mecanizado de estructuras híbridas compuestas por aleaciones metálicas y materiales compuestos de matriz termoplástica, en el marco de la empresa colaboradora, especializada en materiales compuestos, que tiene especial interés en obtener información de cómo aplicar tecnologías de recanteo a estos nuevos materiales obtenidos en sus procesos industriales.

Análisis, evaluación y propuesta de mejora del rendimiento del mecanizado de materiales compuestos de naturaleza termoplástica
Durante las últimas décadas, industrias como la aeroespacial, transporte, automóvil o deportiva han destacado por el desarrollo y fabricación de elementos construidos con materiales compuestos avanzados, habiendo alcanzado en dichos sectores una posición de liderazgo debido a su excelente relación peso/propiedades mecánicas.
Las propiedades asociadas a los materiales compuestos de fibra de carbono cubren un rango de mejoras respecto a otros materiales estratégicos como las aleaciones metálicas. Esto se debe, principalmente, a su elevada eficiencia estructural, posibilitando fabricar componentes en los que se pueda alcanzar un considerable ahorro en costes operativos directos e indirectos asociados al proceso y/o producto. De esta forma, los materiales compuestos son ideales en elementos que requieren elevada resistencia y rigidez específicas, ya que, resultan más ligeros que las aleaciones metálicas, más resistentes a la corrosión y menos críticos frente a cargas cíclicas.
Uno de los puntos clave en la fabricación de elementos constituidos por materiales compuestos es el mecanizado de los mismos, ya que, tras su conformado, deben ser correctamente mecanizados para su aplicación final, cumpliendo una serie de requisitos. Actualmente, la información científica existente sobre los procesos de conformado de composites se encuentra aún por resolver. Por ello, es necesario estudiar y optimizar una comparativa de diferentes tecnologías de mecanizado, con el fin de obtener el proceso que mejor se adapte a las necesidades exigidas por el producto. En este sentido, es necesario optimizar el rendimiento del mecanizado de termoplásticos reforzados con fibra de carbono (CFRPTs). Para que esto sea posible, se deben tener en cuenta aspectos funcionales, como el desgaste de las herramientas, la integridad superficial de los materiales o la monitorización del proceso, así como, una correcta fabricación de los materiales en cuestión.
En este contexto, la tesis doctoral busca mejorar el rendimiento de los procesos de mecanizado de termoplásticos reforzados con fibra de carbono, en el marco de la empresa colaboradora, especializada en materiales compuestos y con un interés particular en la aplicación de tecnologías de mecanizado hacia estos nuevos materiales obtenidos en sus procesos industriales