Evaluación de los principales parámetros para la fabricación de moldes cerámicos de microfusión aglomerados con silicato de sodio

El método de fundición a la cera perdida, destinado a la obtención de piezas de alta calidad, se emplea en elementos donde los costos por mecanizado son muy altos y no es posible la utilización de las técnicas tradicionales para su obtención por solidificación. El proceso permite libertad de diseño, colocar todo tipo de aleaciones, minimizar las tolerancias dimensionales, emplear las piezas sin mecanizado adicional, obtener espesores de pared muy finos y acabado superficial con muy baja rugosidad. Empleando silicato de sodio como aglomerante para la construcción de los moldes, se aportará los parámetros necesarios para evaluar el uso de sílice electrofundida como material para los moldes, temperatura y tiempos para la calcinación de los mismos con el objeto de obtener sus mejores condiciones y minimizar los costos de producción. Se inician trabajos en ceras para modelos y se continúan los referidos a tiempos de solidificación tendientes a obtener parámetros que faciliten el proceso de obtención de piezas por solidificación, empleando el método de la cera perdida. Objetivos: Continuar con el estudio de las variables de proceso que permitan la utilización a nivel industrial del silicato de sodio como aglomerante en moldes cáscara para microfusión, con las siguientes acciones: * Evaluar las características de moldes construidos con distintos tipos y granulometrías de refractorios, para determinar combinaciones óptimas para cada necesidad, en lo que se refiere a mayor resistencia mecánica y permeabilidad. * Estudiar las formas de optimizar el método de calcinación de los moldes, es decir, establecer períodos de permanencia en el horno y temperatura del mismo, a fin de minimizar los tiempos totales de elaboración de los moldes. * Evaluar y caracterizar materias primas para la obtención de ceras para modelos aptas para ser inyectadas en estado líquido o semilíquido. * Estudiar métodos alternativos para la elaboración de la conductividad térmica de moldes cerámicos. * Transferir la información al medio industrial para interactuar con fundiciones de la región.

Análisis computacional del comportamiento termo-mecánico de materiales con aplicación a la industria automotriz

Para la supervivencia de cualquier industria en un mercado cada vez más competitivo resulta esencial mejorar la calidad del producto y reducir costos. Como parte de esa tendencia, el proceso de diseño, tanto de bienes como de procesos de manufactura, debe ser confiable e insumir el menor tiempo posible para permitir agilidad y eficacia en los cambios y las innovaciones que requiere el mercado. Es necesario abandonar los procesos de desarrollo basados en largas y costosas secuencias de prueba y error y reemplazarlos por procedimientos más cortos y eficientes. Las herramientas informáticas y los modelos computacionales han contribuido en gran medida a lograr dicho objetivo. Estos métodos son cada vez más utilizados en industrias tan importantes como la automotriz o la de maquinaria y equipamiento agrícola, ambas de relevante importancia en la actividad económica de nuestra provincia. En las mencionadas industrias, con la intención de mejorar las prestaciones del producto, de reducir costos de mantenimiento para igual prestación y, sobre todo, con el objetivo de disminuir el peso total del vehículo, factor importante en relación con el ahorro de combustible, es habitual la sustitución de algunos materiales tradicionalmente utilizados por otros con mejor relación prestación/costo y prestación/peso. Dentro de este grupo de nuevos materiales que se emplean en la industria automotriz se encuentran los compuestos, las aleaciones ligeras y la fundición dúctil, los cuales han estado substituyendo al acero o a la fundición gris en algunas piezas. La meta de esta investigación es generar modelos computacionales multiescala de: a) el proceso de tratamiento térmico de austemperizado de la fundición dúctil, b) el comportamiento mecánico de elementos de fundición dúctil y c) el comportamiento mecánico de material compuesto de matriz epoxi y fibra de vidrio con daño higrotérmico. Se usarán simulaciones acopladas de meso y macromecánica. El principal postulado es que la representación de la mesomecánica del material acoplada a la macromecánica conduce a resultados que mejoran las predicciones con respecto a modelos planteados sólo a nivel macroscópico. El dominio macroscópico se representará con elementos finitos y en ese nivel se resolverán problemas térmicos y mecánicos. En la mesoescala se emplearán leyes fenomenológicas para el aspecto metalúrgico del austemperizado y elementos finitos para el análisis del comportamiento micromecánico de la fundición dúctil y del material compuesto. Los productos resultantes de la investigación serán software y metodologías que puedan ser utilizadas en la mejora del diseño de piezas de fundición dúctil y de materiales compuestos y en el ajuste del tratamiento de austemperizado de la fundición dúctil que permita obtener la microestructura requerida. Desde un punto de vista académico y en relación con la temática planteada en el proyecto, tres integrantes llevarán a cabo sus estudios doctorales y se publicarán resultados en revistas internacionales