Proyectos
FABRICACIÓN DE MATERIALES HÍBRIDOS METAL/ELASTÓMERO, EMPLEANDO COMO METAL UNA ESTRUCTURA CELULAR BASE ALUMINIO CON PORO INTERCONECTADO, PARA SU POSIBLE USO EN LA ABSORCIÓN DE ENERGÍA BAJO IMPACTO-BALÍSTICA.
Resumen
La presente investigación tiene como finalidad obtener materiales híbridos Metal/Elastómero. El metal corresponde a un metal celular (MC) base aluminio con poro interconectado, el cual será fabricado por dos rutas diferentes: La primera ruta consiste en la fabricación de los MC utilizando la técnica de infiltración de rellenos removibles y utilizando como material de relleno generador de poros granos de sal redondeados. Lo anterior, de tal forma que se pueda obtener una estructura porosa relativamente homogénea donde, aunque no se puede controlar totalmente la distribución de los poros dentro del MC y su tamaño, si se puede controlar en gran medida la forma del poro a partir del redondeo de las partículas de sal (sal de mar). Una vez redondeadas las partículas de sal, se clasifican por rangos de tamaño a través de su tamización. Con el uso de los granos redondeados de sal se pretende mejorar las propiedades mecánicas, principalmente la absorción de energía mecánica del MC. Los gránulos redondeados de sal se clasificarán en los siguientes rangos: Rango I, de 12.7 a 11.1 mm (1/2" - 7/16"), Rango II, de 11.1 a 9.5 mm (7/16" - 3/8"), Rango III, de 9.5 a 7.9mm (3/8" - 5/16"), Rango IV, de 7.9 a 6.3 mm (5/16" - 1/4"). La segunda ruta consiste en la fabricación de los MC con una estructura completamente controlable que involucre un poro de forma completamente esférica, un tamaño de poro definido que va desde los 6 mm hasta los 12 mm con incrementos de 2 mm, una distribución de poros uniforme en todo su volumen con una configuración de los poros en forma cúbica simple y un diámetro de interconexión entre poros de 3mm. Lo anterior, se logra con el desarrollo de un proceso de fabricación nuevo que articule tres técnicas de procesamiento diferentes, impresión 3D, Infiltración de rellenos removibles y microfundición. Lo anterior, puede conllevar al desarrollo de una patente de invención por lo que aquí no se entra en detalle sobre este nuevo desarrollo. Una vez obtenidos los MC por estas dos rutas, serán sometidos a pruebas de compresión cuasi estática. Los MC que exhiban el valor más alto de absorción de energía serán los utilizados para la obtención de los materiales híbridos metal/elastómero, a través de la incrustación de un elastómero dentro de la red porosa empleando un dispositivo diseñado para tal fin. Para llevar a cabo esta investigación se pretende vincular el semillero "obtención de materiales porosos" y cuatro estudiantes de pregrado para desarrollar trabajo de grado quienes tendrán a cargo la fabricación de los MC necesarios para determinar sus propiedades mecánicas y los MC necesarios para producir el material híbrido y determinar sus propiedades estructurales y mecánicas. Todos los MC se fabricarán con poro interconectado y se establecerán las condiciones de fabricación más adecuadas para cada tamaño de poro. La determinación de las propiedades bajo balística de los materiales híbridos serán realizadas por el director del proyecto en los laboratorios de balística en INDUMIL. Con este estudio se tendrán los primeros datos para determinar el comportamiento del metal celular y del material híbrido (absorción de energía) en función del tamaño de poro, en un rango amplio de tamaños de poro. La variación del tamaño de poro se realiza con el propósito de determinar la curva de absorción de energía vs tamaño de poro lo más completa posible, pues se espera determinar el punto de inflexión en dicha curva, ya que a medida que se aumenta la porosidad dentro del material debe existir un valor en el cual la porosidad predomina sobre la masa del metal y en consecuencia disminuye la absorción de energía mecánica del mismo. Conocer este punto de inflexión nos ayudará en el diseño de este tipo de materiales para aplicaciones específicas en la absorción de energía bajo impacto. Además, se realizarán pruebas de balística para determinar el uso del material hibrido como material a prueba de balas (blindaje) para autos y aeronave
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria nacional para el fortalecimiento de la formación a través del apoyo a proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Modalidad:Modalidad Única: Proyectos de investigación, creación artística e innovación de la Universidad Nacional de Colombia 2022-2024
Responsable