Análisis comparativo y modelización de componentes realizados en aluminio por fabricación aditiva y materiales compuestos reforzados con fibra de carbono

Abstract

[ES] El propósito de este trabajo es la comparación por una parte de un aleación de aluminio de la serie 6000 reforzada mediante fabricación aditiva con la adición de cartelas con diferente geometría con un material compuesto de matriz polimérica (epoxi) reforzado con fibra de carbono. El objetivo principal es comparar estas soluciones para ahorro de peso en aeronaves frente a la solución tradicional de chapa de aluminio. Para ello se modelizarán y analizarán numéricamente la respuesta de ambos materiales mediante el método de elementos finitos (FEM) y se intentarán corroborar los resultados mediante ensayos mecánicos en los dos tipos de materiales. Por último se hará un analisis microestrutural de los materiales para correlacionarlo con las propiedades observadas y se hará un estudio del ahorro de peso entre los distintos materiales y costes asociados.

[CA] En aquest treball s’ha realitzat un estudi comparatiu entre un material compost, fibra de carboni entre matriu epoxi bicomponent, i un aliatge d’alumini de la serie 6XXX amb cordons realitzats mitjanzant fabricaci´o additiva per rigiditzar el material. L’estudi comprendr`a aspectes macrosc`opics com la rigidesa del material i la seua duresa fins als aspectes microsc`opics com pot ser l’estructura dels aliatges d’alumini. Finalment, tamb´e s’ha realitzat un estudi de pesos comparatius per veure l’estalvi de pes aconseguit en els aliatges d’alumini amb la soluci´o adoptada.

[EN] In this work, a comparative study has been carried out between a composite material, carbon fiber in a two-component epoxy matrix, and an aluminum alloy of the 6XXX series with gussets made by additive manufacturing to stiffen the material. The study will include macroscopic aspects such as the rigidity of the material and its hardness to microscopic aspects such as the microstructure of aluminum alloys. Finally, a comparative weight study has also been carried out to see the weight savings achieved in aluminum alloys with the solution adopted.