Abstract
La posibilidad de conocer el estado tensional y el comportamiento de las piezas de materiales compuestos de forma continua (SHM) permite minimizar recursos en las tareas de mantenimiento y optimizar las etapas de monitorización y control. Además, los procesos de fabricación de composites siguen siendo complejos desde el punto de vista del control de calidad (cero defectos / cero rechazos) debido a cuestiones como las diferencias entre lotes de materiales o la variabilidad asociada a las operaciones manuales. Es por ello, que la monitorización de los procesos de fabricación de laminados in situ es cada vez más importante para garantizar procesos de fabricación fiables, pero también eficientes y económicos. Hoy en día existen varias soluciones de monitorización, sin embargo, los datos obtenidos no se proporcionan in situ y las soluciones requieren redes complejas de cables. La integración de sensores impresos con esta doble funcionalidad que puedan integrarse como parte del proceso y permanecer incrustados en la pieza, reduciendo la complejidad del montaje de un sistema de monitorización convencional sería especialmente relevante para muchos sectores.
Este trabajo muestra el desarrollo, integración y validación de sensores de temperatura y deformación, impresos en velos de nanofibras capaces de soportar las condiciones de los procesos de fabricación de laminados termoestables y termoplásticos.
Los sensores de temperatura obtenidos mostraron una respuesta lineal en el rango de temperaturas entre Tamb y 110ºC y una respuesta con una buena precisión, lineal y repetitiva volviendo el sensor a su cero en cada ciclo de carga-descarga para los sensores de deformación.
ABSTRACT: The possibility of continuously monitoring the stress state and behavior of composite material components (Structural Health Monitoring, SHM) allows for resource minimization in maintenance tasks and optimization of monitoring and control stages. Additionally, quality control remains complex in composite manufacturing processes (zero defects/zero rejections) due to factors such as material batch variations and variability associated with manual operations. Therefore, in-situ monitoring of laminated manufacturing processes is increasingly important to ensure reliable, efficient, and cost-effective manufacturing processes. Currently, there are several monitoring solutions available; however, the data obtained is not provided in-situ, and the solutions require complex wiring network. The integration of printed sensors with dual functionality, capable of being embedded as part of the process and remaining within the component, reducing the complexity of assembling a conventional monitoring system, would be particularly relevant for many industries.
This study presents the development, integration, and validation of temperature and strain sensors printed on nanofiber veils capable of withstanding the conditions of thermoset and thermoplastic laminating processes.
The temperature sensors obtained exhibited a linear response within the temperature range of Tamb to 110°C and demonstrated good accuracy, linearity, and repeatability, returning the sensor to its zero point in each load-unload cycle for the strain sensors.
La posibilidad de conocer el estado tensional y el comportamiento de las piezas de materiales compuestos de forma continua (SHM) permite minimizar recursos en las tareas de mantenimiento y optimizar las etapas de monitorización y control. Además, [...]