Software de modelado mejora la comprensión de los recubrimientos porosos

Estructura de recubrimiento/sustrato bajo una punta de nanoindentación para medir la respuesta mecánica del componente. Foto: AnalySwift LLC

AnalySwift, LLC (West Lafayette, Indiana), un proveedor de software de modelado de alta fidelidad eficiente para compuestos, ha anunciado que la Universidad de Illinois en Chicago (UIC) participa en su Programa de Socios Académicos (APP) y está utilizando su software de simulación SwiftComp para investigar nuevos recubrimientos porosos para su uso en la manufactura. La aplicación ofrece a las universidades participantes licencias sin costo de los programas de software de ingeniería SwiftComp y VABS para que estudiantes, investigadores y profesores puedan aprovechar las herramientas en su investigación académica.

El programa SwiftComp es un código de modelado verdaderamente multiescala de uso general para compuestos y otros materiales heterogéneos. Vincula la microestructura detallada y el comportamiento estructural para estructuras compuestas, incluidas vigas, placas/carcasas y estructuras 3D. Las aplicaciones generales incluyen compuestos de alta tensión en estructuras espaciales desplegables, tarjetas de circuitos impresos (PCB, en inglés), cañas de pescar de alta gama, estructuras tipo sándwich y muchas otras. En este caso, el software se utilizó para analizar el rendimiento de los recubrimientos de conversión de Zirconia-Sílice.

“Usamos el concepto de Mecánica de Estructura del Genoma, implementado en SwiftComp, para calcular las propiedades elásticas y mecánicas efectivas de los recubrimientos porosos bajo diferentes condiciones de carga”, dijo el Dr. Arash Samaei, investigador del Laboratorio de Investigación de Materiales Acelerados de la UIC (AMRL). “El caso de prueba de nuestro estudio fue el recubrimiento bicapa de Zirconia-Sílice sobre una aleación de aluminio. Los resultados de la simulación nos permitieron comprender los efectos del nivel de porosidad en la resistencia de la estructura a macroescala. Los campos de tensión y deformación locales nos ayudaron a estudiar los mecanismos de falla en esos recubrimientos bajo puntas de nanoindentación. SwiftComp nos permitió determinar las propiedades efectivas de los materiales que nos permitieron simular con precisión la respuesta mecánica de los componentes”.

“En general, los recubrimientos de conversión de Zirconia-Sílice se consideran una alternativa potencial a los recubrimientos de conversión a base de cromo, que se fabrican con productos químicos tóxicos”, continuó el Dr. Samaei. “Los recubrimientos de conversión a base de Zirconia-Sílice no solo pueden ofrecer una excelente protección contra la corrosión para metales y aleaciones utilizadas en aplicaciones aeroespaciales, sino que también pueden fabricarse utilizando productos químicos no tóxicos mediante un proceso de deposición a base de plasma”.