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Enhancing structural efficiency through novel dissimilar material joining techniques

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Nanotubos de carbono que refuerzan las juntas metálicas

Un grupo de investigadores financiado con fondos europeos ha desarrollado nuevas tecnologías que utilizan las propiedades únicas de los nanomateriales para mejorar la fiabilidad de las juntas de metal contra metal y metal contra compuesto.

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En el seno del proyecto SAFEJOINT (Enhancing structural efficiency through novel dissimilar material joining techniques), el equipo investigador optimizó la formación de juntas mediante la introducción de nanotubos de carbono multicapa (MWCNT) y abordó el tema de las inspecciones no destructivas (NDI) para uniones encoladas. Con el propósito de introducir MWCNT en la línea de unión de la junta entre el compuesto polimérico y el metal, el equipo del proyecto SAFEJOINT estudió distintas técnicas, entre las cuales la deposición electroforética (EPD), al aprovechar la conductividad eléctrica de los MWCNT, resultó ser adecuada para la unión a la red de refuerzo de fibra. La dispersión de los nanotubos en resinas adhesivas mostró una especie de efecto catalítico con algunas resinas, lo que posibilitó una reducción significativa de los tiempos de curación. Los investigadores de este proyecto determinaron la combinación óptima de MWCNT y resinas para mejorar la resistencia a la fractura de cada una de estas últimas. Posteriormente, el proyecto SAFEJOINT se centró en la soldadura por fricción, una técnica en estado sólido para unir metales distintos que no depende de ninguna fuente térmica externa, sino del calor generado por la fricción entre una herramienta rotativa y uno de los metales, mientras que el segundo metal se le une aplicando presión mecánica. El equipo investigador experimentó con aleaciones de aluminio como metales básicos y utilizó nanotubos de carbono como rellenos de reforzamiento en la zona de mezcla para crear uniones con mejores propiedades mecánicas, por ejemplo la resistencia a la fatiga. También se introdujeron revestimientos híbridos orgánicos-inorgánicos a fin de producir uniones distintas con propiedades anticorrosión optimizadas. Por último, se desarrolló y probó tecnología NDI nueva, tanto en juntas metal contra metal como metal contra compuesto. En el caso de las inspecciones de pulso-eco que emplean transformadores focalizados, se implantaron nuevas técnicas de procesamiento de señales para eliminar la influencia de sus geometrías complejas en la señal registrada. Las tecnologías de ligado del proyecto SAFEJOINT abren la posibilidad de un uso generalizado de las uniones de materiales distintos en estructuras ligeras de alto rendimiento para el sector del transporte, lo que permitirá reducir el consumo de combustible y las emisiones. Ello repercutirá positivamente tanto en la industria como en el medio ambiente.

Palabras clave

Nanotubos de carbono, SAFEJOINT, inspección no destructiva, uniones encoladas, aleación de aluminio, procesamiento de señales

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