Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con el Imperial College de Londres, la Universidad de Oxford y la empresa Meshworks, han diseñado nuevos materiales de titanio que pueden aplicarse al desarrollo de nuevas estructuras aeroespaciales.
La fabricación aditiva (FA), también conocida como impresión 3D, ha ganado terreno en todo el mundo debido a su capacidad para crear componentes complejos y personalizados. Los Investigadores de la UPM llevan años trabajando en el diseño de nuevos materiales de titanio gracias a la impresión 3D y al desarrollo de aleaciones avanzadas. Su trabajo ha llevado esta tecnología un paso más allá al combinarla con nuevas aleaciones de alto rendimiento, como el titanio y el aluminio. De ese modo han logrado crear nuevos materiales con capacidades mejoradas que pueden ser aplicados en distintos campos, desde la biomedicina hasta los vehículos eléctricos pasando por el ámbito aeroespacial, entre otros.
“El uso de estos metales junto a estructuras de redes “lattice” permite la creación de componentes más ligeros y eficientes que desafían las limitaciones de la fabricación convencional y añaden funcionalidad a la estructura”, explica Daniel Barba, investigador del High Performance Alloys Lab (Laboratorios de Aleaciones Avanzadas) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) y líder del proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación en el que también participan investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos Canales y Puertos (ETSICCP) dirigidos por Francisco Gálvez.
Puesto que uno de los desafíos radica en la complejidad del comportamiento de estas estructuras bajo condiciones extremas de temperatura, cargas y ambientes corrosivos, de la que solo existen estudios limitados, los investigadores se están centrando en estos aspectos.
«Estamos investigando cómo optimizar las condiciones de fabricación, el diseño de la aleación y el diseño del metamaterial y entender cómo influye todo esto en sus propiedades mecánicas bajo condiciones extremas, como altas temperaturas, altas velocidades de deformación, fatiga o corrosión, condiciones que se pueden dar separadas o combinadas por ejemplo en un impacto en una aeronave”, explica Barba.
“Nuestra investigación puede aplicarse al desarrollo de estructuras aeroespaciales más ligeras con mejores prestaciones estructurales, como en el borde de ataque del ala del avión donde la capacidad de absorción de impactos y la resistencia estructural de los materiales usados son criterios críticos de diseño”, explica el investigador de la UPM.
Para los investigadores de la UPM, la importancia de su trabajo radica en sus múltiples posibilidades de aplicación en sectores de gran impacto. “Representa un emocionante paso adelante en el desarrollo de nuevos metamateriales funcionales llamados a mejorar las estructuras de protección y al impacto en la industria aeroespacial. Con su impacto científico, tecnológico y económico, tiene el potencial de cambiar la forma en que se producen y diseñan componentes en esta industria clave para Europa”, concluyen.
