Efecto de la forma y el tamaño de poro sobre la capacidad de absorción de energía mecánica en Al-Si12 celular fabricado por infiltración de rellenos removibles

Abstract

Los metales celulares son materiales formados por un metal puro o una aleación metálica con una gran proporción de poros en su volumen, que exhiben una combinación especial de propiedades físicas y mecánicas que los han convertido en una alternativa muy llamativa para aplicaciones en muchos sectores industriales. El objetivo de este proyecto de investigación fue fabricar metales celulares a partir de una aleación de aluminio silicio variando la forma y el tamaño de poro, utilizando una técnica de infiltración de rellenos removibles modificada con el fin de evaluar su capacidad de absorción de energía en función del tamaño y la forma de poro al someterlos a pruebas de compresión cuasi-estática y de impacto. Además, utilizando el metal celular de mayor capacidad de absorción de energía, validar los resultados a partir de una aplicación como absorbedor de energía. Los resultados más importantes indican que la capacidad de absorción de energía disminuye al aumentar el tamaño de poro. Los metales celulares de poro irregular absorben mayor energía que los de poro redondeado, los de poro irregular y redondeado absorben mayor energía por impacto que por compresión. El metal celular de mayor absorción de energía fue el de menor tamaño de poro y al rellenar tubos de pared delgada con este material, se logró un significativo incremento en la absorción de energía de estos respecto a tubos sin relleno, lo cual significa que pueden ser una alternativa viable para ser utilizados como elementos de seguridad pasiva, por ejemplo, en el sector automotriz (Texto tomado de la fuente)

Cellular metals are materials made of a pure metal or a metal alloy with a large porosity in volume. They exhibit a special combination of physical and mechanical properties that have made them a very attractive alternative for applications in many industrial sectors. The objective of this research project was to manufacture cellular metals from an aluminum silicon alloy by varying the shape and pore size using a modified removable filler infiltration technique in order to evaluate their energy absorption capacity as a function of pore size and shape by subjecting them to quasi-static compression and impact tests. In addition, using the cellular metal with higher energy absorption capacity, to validate the results from an application as an energy absorber. The most important results indicate that the energy absorption capacity decreases as the pore size increases. Irregular pore cellular metals absorb more energy than rounded pore ones, and irregular and rounded pore cellular metals absorb more energy by impact than by compression. The cellular metal with the highest energy absorption was the one with the smallest pore size, and by filling thin-walled tubes with this material, a significant increase in their energy absorption to these tubes compared to unfilled tubes was achieved This means that they can be a viable alternative to be used as passive safety elements, for example, in the automotive sector.