Modelización y caracterización de materiales y procesos de fabricación
Diseño mecánico óptimo de máquinas y componentes
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 (resistencia, fatiga), el análisis dinámico (vibraciones), el rediseño, el diseño de detalle, la fabricación de prototipos e incluso la construcción de bancos de ensayos cuando se requiere. Especialización en máquinas con elementos rotativos.
Procesamiento termomecánico, tratamiento térmico y comportamiento de materiales a elevada temperatura
Diseño de secuencias de fabricación y optimización de procesos de conformado en caliente y tratamientos térmicos de acero mediante la aplicación del conocimiento metalúrgico, del diseño composicional, de modelos avanzados (de proceso y de material) y de datos de planta. Esta línea de investigación, que contribuye a la obtención productos de acero más avanzados y de forma más controlada y sostenible, es clave en muchos ámbitos de la producción.
Como ejemplos de aplicación se pueden destacar:
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Diseño de procesos más robustos y mejor control de la calidad del producto.
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Mejora de secuencias de proceso (laminación en caliente de planos y largos, piezas de forja, laminación directa…), tratamientos térmicos y optimización de la composición.
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Producción libre de defectos (ductilidad a elevada temperatura, conformabilidad en caliente...).
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Diseño a medida de aceros con propiedades mejoradas (propiedades antagónicas, comportamiento en servicio en ambientes agresivos...).
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Adaptación rápida de la tecnología a nuevas rutas de producción.
Predicción de vida de piezas basada en fiabilidad mecánica
Caracterización experimental y modelización de fractura y fatiga (y creep-fatiga) bajo estados complejos de carga mecánica y térmica, incluyendo tensiones residuales. Diseño de experimentos para la detección temprana de grietas y el ensayo de componentes. Modelos analíticos y basados en elementos finitos (modelos cohesivos, XFEM y otros de desarrollo propio) para estimar la vida remanente de componentes y para establecer estrategias de mantenimiento predictivo y toma de decisiones.
Modelos matemáticos de materiales y simulación de procesos de conformado en frio
La tendencia en diferentes sectores industriales (automoción, energía, construcción...) es reducir el peso de los componentes y el uso de materia prima utilizando un material de partida de mayor grado (más resistente) y de menores espesores.
El uso de estos grados exige un control más fino del proceso de conformado y una ventana de proceso más ajustado para evitar problemas de conformabilidad y/o rotura de utillajes. El diseño del proceso de conformado estos nuevos grados se realiza en base a la experiencia previa y de una metodología basada en prueba-error que incrementa los costes de prototipado, alarga los lead-times y no garantiza unas condiciones de procesamiento óptimas. CEIT estudia herramientas computacionales robustas que permitan predecir de una manera precisa fenómenos de springback y conformabilidad en procesos de conformado. Esto incluye:
La construcción de modelos de material basados en física que describan fielmente la anisotropía elástica-plástica del material de partida.
La construcción de modelos de daño anisótropos que permitan predecir la conformabilidad del material.
La elaboración de herramientas computacionales basadas en ingeniería inversa que permitan diseñar una estrategia de conformado óptimo y diseño de utillajes.