Fecha límite para el envío de resumenes: 21/Abril/2024

1               Resumen 

1.1           Cuál es el problema que se aborda en la contribución y por qué es interesante

Una espuma metálica (metal foams) es un material celular formado por una red de esferas huecas unidas entre sí por una matriz interior sólida [1]. Son utilizados para absorción de energía, gestión térmica, aislamiento térmico y acústico y para amortiguamiento mecánico y de vibraciones. Los fenómenos que se generan durante su producción son complejos, no completamente dominados [1], [2] y generan materiales no homogéneos, caracterizados por la presencia de gradientes de densidad y una distribución de dimensiones de celdas y defectos [4]. El tamaño de los poros y la composición del material juegan un papel importante para determinar las propiedades mecánicas de la espuma metálica de aluminio [3] y por tanto, sus aplicaciones. Un perfil de densidad medido en relación con el espesor de una pieza o a lo largo de su longitud, da información precisa acerca de la densidad en términos de uniformidad de la estructura de formación del material, de aquí el interés de controlarlo.

1.2           Cuál es la contribución principal, los resultados fundamentales y su novedad frente a otros trabajos

El enfoque de “profile monitoring” tiene como objetivo analizar si los perfiles que caracterizan a un producto permanecen sin cambios a lo largo del tiempo o el espacio [5]. La contribución de esta propuesta se centra en utilizar este enfoque del control estadístico de procesos (SPC) para caracterizar la estructura interna de una esponja metálica con fines de control de su uniformidad. Normalmente solo se mide la densidad relativa para caracterizar toda la pieza de espuma, pero en este trabajo se realizaron mediciones de la densidad a lo largo de su espesor; luego se definen indicadores para caracterizar la forma de estos perfiles considerados en control, para luego diseñar propuesta mediante gráficos de control T2 de Hotelling, multivariado de promedios móviles exponencialmente ponderados (MEWMA) y multivariado de sumas acumuladas (MCUSUM). El uso de esta metodología es sencillo pero novedoso para el control no destructivo de este tipo de material, su aplicación permite detectar posibles fallas al interno del material y concluir acerca de la uniformidad de la densidad del material. Los resultados indican la conveniencia de su uso, observando mayor eficiencia de un gráfico para la detección de un fuera de control, pero con otro mayor estabilidad de la respuesta.

1.3           Describir brevemente el método empleado

La espuma de aluminio analizada en este trabajo se obtuvo utilizando precursores elaborados por una aleación AlSi10 mezclada con un 0.80% en peso de hidruro de titanio (TiH2) utilizando un horno Nabertherm®. Los perfiles de intensidad de radiación absorbida por la espuma fueron obtenidos con perfilómetro de radiación gamma.  Los indicadores que caracterizan los perfiles, más representativos, fueron seleccionados mediante un análisis factorial. Posteriormente se diseñan tres procedimientos de control con gráficos T2 de Hotelling, MEWMA y MCUSUM y se utiliza la técnica de Bootstrapping para, simultánematen, probar la eficiencia de los tres métodos en la detección de condiciones de fuera de control, mediante el uso del ARL.

Referencias

   1.    Banhart J. Manufacture, characterization and application of cellular metals and metal foams. Progress in Materials Science (46), 559-632 (2001).

   2.    Körner C., Singer R.F. Processing of metal foams—challenges and opportunities. Advanced Engineering Materials (4), 159-165 (2000).

   3.    Nisa, S.U., Pandey, S., Pandey, P.M.: A review of the compressive properties of closed-cell aluminum metal foams. En: Journal of Process Mechanical Engineering, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E, 237(2), pp.531-545. (2023).

   4.    E. Solorzano, M. A. Rodriguez-Perez, J. A. Reglero y J. A. De Saja. Density gradients in aluminum foams: characterization by computed tomography and measurements of the effective thermal conductivity. Journal of Materials Science (42), 2557-2564 (2007).

   5.    Robelo-Latorraca, A., Meneses-Guzmán, M., and Chiné-Polito, B.: Monitoreo de perfiles de la intensidad de radiación absorbida por una espuma metálica, XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica, (2023).

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