Disseny micromecànic per optimitzar materials per a eines

Una nova estratègia biomolecular per a millorar la regeneració òssia
desembre 31, 2019
Matrius polimèriques degradables amb propietats bactericides, antioxidants i anticancerígenes
desembre 31, 2019
2019

El Centre d’Integritat Estructural, Fiabilitat i Micromecànica dels Materials (CIEFMA UPC) participa en el projecte MicroMech. Aquesta iniciativa pretén desenvolupar noves metodologies d’assajos mecànics a petita escala que involucren l’ús de mostres de dimensions molt petites (de l’ordre de les micres), mecanitzades mitjançant microscòpia de feix d’ions (focused ion beam), i tècniques avançades de caracterització, com ara nanoindentació i nanoratllament. L’objectiu final és avaluar paràmetres micromecànics en carburs cementats i en materials compostos d’àmplia utilització per a la fabricació d’eines de tall, formats d’aliatges metàl·lics i comunament coneguts com a «metalls durs».


 

El projecte inclou caracteritzar el comportament mecànic de les dues fases constituents del metall dur: partícules ceràmiques de WC i el lligant metàl·lic de base cobalt, ambdues de dimensions micromètriques. Així mateix, també es busca discriminar i entendre les característiques mecàniques de les intercares, tant entre WC i WC, com entre les fases ceràmiques i metàl·liques en contacte. Per a això, un repte important de l’estudi és mecanitzar micromostres de diferents geometries (bigues i pilars) i mides, però sempre per sota d’unes poques micres, combinant tècniques de microscòpia electrònica i de feix d’ions, aquesta última en diferents corrents i condicions. Un cop realitzades les mostres, la seva resistència a la compressió i tenacitat de fractura s’avaluen mitjançant un nanoindentador instrumentat amb resolució nanomètrica. A partir d'aquests assajos s'obtenen dades de tensió, deformació i fractura a escales microestructurals, les quals són llavors utilitzades per optimitzar el disseny microestructural d'aquests materials, tant mitjançant simulacions com pel processament de noves qualitats de material. Aquestes dades s'utilitzaran també per avaluar les diferents fonts d'errors i la fiabilitat i reproductibilitat d'aquest tipus d'assajos.

MicroMech està coordinat per l’European Powder Metallurgy Association (EPMA) juntament amb el centre tecnològic CEIT i el National Physical Laboratory (Regne Unit). Així mateix, hi participen les empreses Hilti, Sec Tools, Ceratizit Sandvik Coromant i Kennametal. El projecte finalitza el 2020.