Alleugeriment del tanc
Segons l'Oficina de Comptabilitat del Govern dels EUA, els militars gasten diversos milers de milions de dòlars cada any en el consum de combustible, el qual, es podria reduir reduint el pes dels vaixells, aeronaus, vehicles terrestres i càrrega.
Per reduir els costos de combustible i augmentar l'eficàcia operativa, tot i mantenir la seguretat del personal militar, el Centre d'Enginyeria i Desenvolupament d'Investigacions Tank Automotive (TARDEC) de l'exèrcit nord-americà, va iniciar una campanya al 2014 buscant maneres de fer sistemes de combat, com ara tancs, més lleugers. Un enfocament que s'està investigant és el reemplaçament d'acers pesats, per components més gruixuts, però, més lleugers, d'alumini. Però l'alumini i l'acer no es poden soldar a causa de punts de fusió molt diferents, per la qual cosa es va buscar un nou procés per unir aquests dos materials.
TARDEC va unir forces amb PNNL, que ja havia desenvolupat prèviament tècniques d'unió de materials únics per a la indústria de l'automòbil. Aquestes tècniques anteriors incloïen Friction Stir Welding per unir metalls similars de diferent gruix, i Friction Stir Scribe, que uneix fulles primes de materials significativament diferents, com l'alumini i l'acer.
Mentre que Friction Stir Scribe va solucionar el repte d'unir-se a fulles fines d'alumini amb l'acer, es va trobar que la tècnica no s'escalava fins a les espesses plaques d'alumini, mesurats en polzades, necessaris per a vehicles militars robusts.
Una tècnica que s'adapta molt bé a l'alumini i l'acer
Per la fusta, les coles s'utilitzen per unir de forma segura a les peces de fusta. La combinació de friccions i la combinació de fongs és un enfocament similar per als metalls. Utilitzant una eina especialment dissenyada, l'alumini es deforma per formar un enclavament mecànic. Al mateix temps, l'eina frega al llarg de la part inferior de la cua per formar un bon vincle metal·lúrgic o, compost intermetàl·lic que enganxa els metalls.
La combinació d'unió mecànica i unió metal·lúrgica formada durant un sol procés és resultat de la innovació que produeixen unions de força i ductilitat superiors en comparació amb les juntes creades pels altres mètodes de fricció.
L'equip de recerca va descobrir que l'ús de controls complexos de la màquina per regular amb precisió la temperatura i la pressió a la interfície d'alumini-acer va inhibir el creixement dels compostos intermetàl·lics. Aquests compostos creixen de manera gruixuda i no uniforme durant les altres tècniques d'agitació de fricció, provocant una fragilitat i unes falles que són típiques. Tanmateix, el creixement de compostos intermetàl·lics durant la tècnica d'acoblament de fricció és beneficiós per a l'articulació perquè són tan prims que actuen com una cola sense produir fragilitat.
Els compostos intermetàl·lics es formaran entre alumini i l'acer durant totes les tècniques d'agitació de fricció com a part del procés d'escalfament de manera que es va descobrir que l'equilibri de fricció inhibeix el creixement excessiu dels compostos intermetàl·lics perquè la temperatura i la pressió són molt més baixes que altres sistemes de fricció.
Les proves de laboratori de les juntures fetes per Friction Stir Dovetailing van demostrar que quan es combina la unió metal·lúrgica a la força de la unió no només és superior, sinó que també, el material es pot estirar a més d'un centímetre abans de les ruptures de la junta, obtenint cinc vegades més ductilitat que l'alumini amb l'acer unit.
L'equip de recerca planejava perfeccionar la tècnica i ampliar el procés per a altres configuracions conjuntes. A més de l'alumini i l'acer, també es poden unir altres combinacions de materials com l'alumini al coure, l'alumini al magnesi i el magnesi a l'acer utilitzant Friction Stir Dovetailing.
Font: Laboratori Nacional del Pacífic Nord-West
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament