IK4-Ikerlan: Modernización máquina Tinius Olsen con tecnología ZwickRoell
IK4-Ikerlan ha habilitado en su sede de Arrasate-Mondragón el laboratorio Structural reliability & Mechatronics, equipado con maquinaria y sistemas que ayudan a mejorar la realización de proyectos de investigación y desarrollo en el campo de la fiabilidad estructural y la mecatrónica. El laboratorio alberga máquinas de ensayos universales de 300 kN y una máquina hidráulica dinámica de 160 kN para la caracterización de propiedades mecánicas de materiales reforzados con fibra. Este laboratorio se complementa con el equipamiento del que dispone el centro, y que incluye sistemas de diseño, simulación y optimización estructural y validación y diseño de aerogeneradores.
Estas instalaciones dan respuesta a una gran tipología de necesidades tanto en el desarrollo de los trabajos de la línea de investigación propia como de la gran variedad de proyectos realizados con las empresas clientes. Debido a la gran variedad de análisis de caracterización de materiales que lleva a cabo, IK4-Ikerlan detectó la necesidad de adquirir un conjunto de máquina y control más versátil, preciso y robusto a la vez.
Para dar solución a esta necesidad, se optó por la modernización de la máquina de la que ya se disponía en IK4-Ikerlan, sustituyendo por completo toda la parte del control y el software por el de ZwickRoell. El personal de ZwickRoell llevó a cabo esta operación de forma rápida y eficaz.
A día de hoy la máquina está siendo utilizada para diferentes fines, tanto para la caracterización de material como para correlación con modelos numéricos, en ambos casos con resultados muy satisfactorios. A continuación se muestran algunos de los proyectos de investigación en los que se está trabajando.
• Caracterización de un material compuesto de fibra de carbono con refuerzo textil. Este tipo de materiales ofrecen muy buenas características mecánicas pero, no obstante, existe todavía cierta incertidumbre en cuanto a su comportamiento frente a delaminación. Por ello se han realizado campañas experimentales para la caracterización de la tenacidad a fractura en modo I y II. Estos trabajos forman parte de una tesis doctoral llevada a cabo en IK4-IKERLAN. (referencia MATCOMP13 Caracterización de la tenacidad a fractura interlaminar en modo I y modo II de un material textil)
• Correlación de modelos numéricos para la simulación de despegue de rigidizadores en placas de material compuesto. Se han caracterizado probetas a flexión a tres puntos en probetas con rigidizadores de forma plana y sección en T. Las diferentes partes son unidas mediante un adhesivo en film y con el ensayo se ha conseguido el despegue de los dos componentes. Adicionalmente, se han realizado caracterizaciones a nivel de subcomponente en paneles rigidizados de carbono-epoxy. En este caso se emplea un utillaje para poder adecuar la máquina a las probetas en un caso de carga más complejo de flexión a 7 puntos, así como para analizar el despegue entre el panel y el rigidizador. (referencia CompTest 2013: EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF SKIN/STIFFENER DEBONDING UNDER BENDING)
• Caracterización experimental de adhesivos, obteniéndose todos los parámetros mecánicos necesarios para la simulación como el modulo de Young, cortadura, poisson así como las fuerzas limites que soporta el adhesivo. Algunos de estos ensayos son: ISO 25217, ASTM D6671, ASTM D2095-96, ASTM D3983-98 y UNE-EN 14869-2 entre otros
• Caracterización a fatiga de probetas sometidas a flexión 3 y 4 puntos. Cabe remarcar el desarrollo de un útil que permite caracterizar probetas en modo flexión con 5 puntos de apoyo y reproducir las condiciones limites similares de una probeta bi-empotrada sin restringir los movimientos longitudinales de la probeta, evitando problemas de rotura en los apoyos.
• Caracterizar el comportamiento de tracción hasta rotura sobre cordones y cables metálicos de ascensor. Un parámetro importante en el comportamiento de los cables de ascensor es la “rigidez” (relación fuerza-desplazamiento) y su evolución con los ciclos de uso debido a fenómenos de asentamiento y fatiga del material. En colaboración con la empresa Orona, se han realizado estas caracterizaciones sobre cables metálicos desde pequeñas deformaciones hasta rotura tanto para el cable como para los cordones. Estos datos están sirviendo además para mejorar la correlación de los modelos analíticos y FEM desarrollados para la simulación del comportamiento de los cables.
IK4-Ikerlan es un centro líder en la transferencia de tecnología y en la aportación de valor competitivo a la empresa gracias a su capacidad para ofrecer soluciones integrales combinando diferentes dominios tecnológicos. Esto es posible debido a su alto grado de especialización en seis grandes dominios: sistemas embebidos, electrónica de potencia, microtecnologías, energía, mecatrónica y personalización de productos y servicios.