Por primera vez se logra soldar piezas de un aluminio especial y eso podría significar autos más ligeros y eficientes

Dos piezas de aleación de aluminio 7075 soldadas entre sí utilizando un alambre de relleno mejorado con nanopartículas. /UCLA

Una aleación de aluminio desarrollada en la década de 1940 ha sido durante mucho tiempo una promesa para su uso en la fabricación de automóviles, pero durante todos estos años no se había logrado superar un obstáculo clave: aunque es casi tan fuerte como el acero y pesa solo una tercera parte, es casi imposible soldar usando la técnica comúnmente utilizada para ensamblar paneles de carrocería o partes de motores. Ahora, ingenieros de la Escuela de Ingeniería Samueli de la Universidad de California (UCLA, EE.UU.) han desarrollado una forma de soldar la aleación, acercando un futuro de automóviles de aluminio

Cuando la aleación, conocida como AA 7075, se calienta durante la soldadura, su estructura molecular crea un flujo desigual de sus elementos constitutivos: aluminio, zinc, magnesio y cobre; lo que produce grietas a lo largo de la soldadura. La solución que han hallado los ingenieros, y que han publicado en Nature Communications, es infundir nanopartículas de carburo de titanio (tan pequeñas que se miden en unidades equivalentes a una mil millonésima parte de un metro) en los alambres de soldadura AA 7075, que se utilizan como material de relleno entre las piezas que se unen.

Usando el nuevo enfoque, los investigadores produjeron uniones soldadas con una resistencia a la tracción de hasta 392 megapascales. (En comparación, una aleación de aluminio conocida como AA 6061 que se usa ampliamente en aeronaves y partes de automóviles, tiene una resistencia a la tracción de 186 megapascales en las uniones soldadas). Y según el estudio, los tratamientos térmicos posteriores a la soldadura podrían aumentar aún más la resistencia, hasta hacerla comparable al acero: 551 megapascales. 

Aumqnta la eficiencia del vehículo

Debido a que es fuerte pero ligero, el AA 7075 puede ayudar a aumentar la eficiencia del combustible y la batería de un vehículo, por lo que ya se usa a menudo para formar fuselajes y alas de aviones, donde el material generalmente se une mediante pernos o remaches en lugar de soldarlos. La aleación también se ha utilizado para productos que no requieren unirse, como marcos de teléfonos inteligentes y mosquetones de escalada. 

Los investigadores ya están trabajando con un fabricante de bicicletas en prototipos de cuadros de bicicletas que usarían la aleación; y el nuevo estudio sugiere que los alambres de relleno infundidos con nanopartículas también podrían facilitar la unión de otros metales y aleaciones metálicas difíciles de soldar. "La nueva técnica es solo un giro simple, pero podría permitir el uso generalizado de esta aleación de aluminio de alta resistencia en productos producidos en masa como automóviles o bicicletas, donde las piezas a menudo se ensamblan", indica Xiaochun Li, profesor de manufactura de Raytheon de la UCLA. 

Mientras que la carrocería intenta hacer del aluminio su aliado, para las ruedas, algunos diseñadores quieren alejarse de este material. Hasta ahora, estas han sido fabricadas tradicionalmente de aleación de magnesio o aluminio, sin embargo, la empresa alemana Porsche ha desarrollado unas hechas totalmente de fibra de carbono. El uso de este material ha reducido el peso de las ruedas en un 20%.
 

Beatriz de Vera
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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