Aunque los primeros prototipos estaban disponibles en la década de 1950, la producción comercial comenzó en la década de 1990 por la empresa Shinko Wire en Japón. Las espumas metálicas de celda cerrada se utilizan principalmente como material que absorbe los impactos, de manera similar a las espumas de polímero en un casco de bicicleta, pero para cargas de impacto más altas.
Las espumas se sumergieron en agua de mar simulada que contenía 3,5% en peso de cloruro de sodio y se expusieron a entornos de niebla salina que contenían 5% en peso de NaCl. Cada prueba de corrosión duró cuatro días y se completó en tres ocasiones diferentes para garantizar la repetibilidad. Además, examinaron la microestructura de las 3l0g.com espumas y completaron pruebas de compresión para determinar el comportamiento mecánico. El objetivo de estos ensayos fue descubrir las diferencias entre las espumas de aluminio de celda abierta y sus contrapartes a granel. Cuando se expone a entornos con alto contenido de cloruro, puede producirse corrosión, lo que reduce su vida útil.
Galería de espumas regulares
Por ejemplo, la corrosión por picaduras, un defecto superficial localizado, puede comprometer la confiabilidad estructural de las espumas de aluminio de celda abierta. Debido a que la espuma de aluminio de celda abierta se utiliza en funciones de ingeniería avanzadas, es importante comprender la forma en que la corrosión la afecta. La Figura 4 muestra imágenes SEM de secciones transversales y morfología de la superficie de espumas de Al procesadas térmicamente a 750 ° C en aire y Ar a 750–850 ° C. Las cavidades en los puntales fueron el resultado del proceso de replicación de las espumas de PU. Algunas perlas de aluminio anteriormente fundidas estaban ubicadas fuera y dentro de los puntales de espuma. El objetivo de este trabajo es la fabricación de espumas de aluminio de celda abierta mediante la técnica de replicación de esponjas para identificar parámetros críticos de la viabilidad de la fabricación de espumas de Al con el proceso de réplica con una suspensión acuosa de aluminio. Han F, Cheng H, Wang J, Wang Q. Efecto de la combinación de poros sobre las propiedades mecánicas de una espuma de aluminio de celda abierta.
- Los resultados experimentales muestran que para velocidades de impacto superiores a aproximadamente 40 m / s, el aplastamiento de la espuma se produjo a través de un frente de choque.
- El uso de imágenes de alta velocidad y mediciones de barras de presión permitió que esta derivación fuera independiente de cualquier modelo constitutivo y mostró que las suposiciones en el modelo de bloqueo rígido perfectamente plástico comúnmente utilizado no son aplicables para impactos dinámicos.
- Se impactaron muestras cilíndricas de espuma de Al-6101-T6 Doucel de celda abierta de diez poros por pulgada con una densidad relativa de aproximadamente 0,085 en la dirección de subida a velocidades que varían de 21,6 a 127 m / s.
- La instalación utiliza imágenes de video de alta velocidad del evento de aplastamiento sincronizadas para medir la fuerza con una barra de presión en un extremo de la espuma para examinar la tensión dinámica y el historial de deformación de las muestras de espuma.
La principal limitación de la técnica de procesamiento de espumas descrita es la porosidad de las espumas; los más bajos alcanzados hasta ahora con el equipo y los protocolos descritos aquí son alrededor del 61% y los más altos cerca del 77%. Sin embargo, es una técnica barata y fácil de usar en comparación con métodos más complicados y costosos como la fundición a la cera perdida, la sinterización o la fabricación aditiva. Otra limitación son los metales que se pueden utilizar; cualquier metal que tenga un punto de fusión demasiado cerca o por encima del punto de fusión del NaCl (801 ° C) no puede infiltrarse con esta preforma.
Espumas estocásticas y regulares
Para infiltrar metal en preformas de partículas de tamaño más fino, para producir espumas de tamaño de poro más pequeño, se requerirán presiones más altas. La plataforma de prueba descrita en este trabajo es adecuada para usar hasta 6 atm de presión, pero a medida que aumenta la presión, aumenta la probabilidad de fugas de los sellos. Esto puede resolverse mediante diseños alternativos de cámara de presión, donde las regiones selladas están separadas de la zona calentada, generalmente protegida por agua de refrigeración. Si bien la capacidad de dicho equipo aumenta con respecto a la descrita aquí, el diseño y la fabricación son significativamente más complejos y, por lo tanto, no se han implementado en esta versión.
La figura 9 muestra una muestra no infiltrada a la izquierda, una muestra correctamente infiltrada en el medio y una muestra sobreinfiltrada a la derecha. En la Figura 10 se puede ver el cambio de porosidad al modificar la presión de infiltración. Si se aplica una presión de infiltración más alta, se fuerza más aluminio entre las esferas de NaCl, por lo que el espacio libre restante disminuye, disminuyendo la porosidad. Controlar el resultado de una muestra correctamente infiltrada mediante este método es más difícil en comparación con el uso de un protocolo diferente, ya que a presiones más altas aumenta mucho el riesgo de poros bloqueados en la espuma. A partir de los resultados, podemos determinar que las muestras a, byc son en promedio 63% porosas, determinado a partir de su peso y volumen aparente. La espuma de metal compuesto se forma a partir de perlas huecas de un metal dentro de una matriz sólida de otro, como el acero dentro del aluminio, muestra de 5 a 6 veces mayor relación resistencia a densidad y más de 7 veces mayor absorción de energía que las espumas metálicas anteriores. Las espumas metálicas de celda cerrada fueron desarrolladas en 1956 por John C. Elliott en Bjorksten Research Laboratories.
Espuma de metal
Se ha descubierto que para que el proceso funcione, el sellado entre el metal fundido y la pared del molde debe ser bueno. Por este motivo al aplicar presiones de infiltración de 3 bares o superiores, los mejores resultados se obtienen con una gran cantidad de aluminio, suficiente para llenar el molde, incluso si el objetivo es obtener espumas cortas, ya que esto aumenta la presión del metal líquido alrededor. Se ha descubierto que un pequeño espacio de medio centímetro es la altura ideal entre la pieza de aluminio y la tapa del molde para el equipo actual. Para presiones de infiltración de 2,5 bares o menos, el tamaño del espacio es irrelevante, la única cantidad de aluminio necesaria es la suficiente para llenar completamente la preforma.
Los paneles sándwich de espuma de aluminio tienen núcleos de espuma de celda cerrada de aleación de aluminio de baja densidad. Los núcleos de espuma de aluminio están unidos metalúrgicamente a láminas frontales de aleación de aluminio, no se utilizan agentes de unión entre capas, lo que da como resultado una construcción totalmente de aluminio. Personalizables para cumplir con las especificaciones del cliente, los paneles de espuma de aluminio están disponibles para tamaños de oracionesasanalejo.com panel de hasta 48 x 96 x 0,35 a 4 pulgadas de espesor. Los investigadores notaron que los resultados sugieren que la resistencia a la compresión y el módulo de Young de las espumas de aluminio de celda abierta permanecen sin cambios después de cuatro días de exposición a la niebla salina. El equipo de investigación estudió espumas de aluminio de celda abierta con densidades relativas constantes entre el 6 y el 8% y con densidades de poros de 10, 20 y 40 poros por pulgada.