Plásticos y materiales compuestos
La principal aportación tecnológica de los polímeros reside en la gran funcionalidad que le confieren sus procesos (libertad de diseño), además de la posibilidad de controlar sus propiedades mecánicas y físico-químicas mediante la incorporación de diferentes aditivos y refuerzos (materiales compuestos y multimateriales). Todo ello implica que, en el desarrollo de aplicaciones en base a la tecnología de los polímeros, sea necesario trabajar con equipos multidisciplinares que abarquen conocimientos relacionados con el material, el proceso y el diseño.
El objetivo de la línea de Plásticos y materiales compuestos de matriz orgánica consiste en generar conocimiento sobre el comportamiento termo-mecánico de los materiales poliméricos, para posteriormente transferirlos mediante desarrollos de productos de alto valor añadido, para lo que dispone de un equipo multidisciplinar formado por físicos, químicos e ingenieros.
Las principales líneas de actuación son la caracterización de la materia prima, el desarrollo de procesos alternativos y su influencia en las propiedades del producto, pasando por el diseño del material (compuestos y multimateriales) y del producto.
Actualmente una de las líneas prioritarias es el desarrollo de estructuras con comportamiento a impacto mejorado mediante el uso de materiales avanzados (materiales inteligentes, plásticos autorreforzados,...) y métodos de simulación adaptados a dicho comportamiento.
El equipo desarrolla su labor realizando proyectos de I+D+I, ofreciendo asistencia técnica a la industria, impartiendo cursos de formación y realizando jornadas de difusión tecnológica.
Proyectos
- Proyecto Estratégico: ACTIMAT. Materiales Inteligentes, Sensores y Actuadotes aplicados a estructuras y procesos inteligentes
Financiado por el Departamento de Industria, Comercio y Turismo del Gobierno Vasco (IE05-150). Duración: 2005-2007
- Proyecto Estratégico: Polímeros Emergentes
Financiado por Mondragon Corporación Cooperativa (MCC). Participantes: MGEP, Maier Technological Centre, Maier S.Coop., Danobat S.Coop., Soraluce S. Coop., Orona S.Coop., Ikerlan S.Coopt, FPK. Duración: 2005-2008
- Proyecto Estratégico: Tecnologías de Polímeros
Financiado por Mondragon Corporación Cooperativa (MCC). Participantes: MGEP, Lea Artibai Ikastetxea, Maier Technological Centre; Ideko, Maier S.Coop., Danobat S.Coop., Soraluce S. Coop., Orona S.Coop., Fagor Electrodomésticos S.Coop., Cikautxo S.Coop. Duración: 2001-2004
- Transferencia tecnológica. Vehículo eléctrico ZEUS
Transferencia tecnológica del diseño y fabricación de los componentes del vehículo eléctrico ZEUS realizados en composite para el grupo MCC con la colaboración de IDD
- Reducción de impacto medioambiental
“Reducción del impacto ambiental de automóviles mediante el aligeramiento estructural basado en composites de carbono de bajo coste, sin comprometer la seguridad y el confort (LIGHTCARBONCARS)”.
Participación y liderazgo del Proyecto Singular y Estratégico PSE 370100-2007-1 del Ministerio de Educación y Ciencia. Duración: 2007-2009
“Aplicación en electrodomésticos del PS reciclado procedente de frigoríficos en su fin de vida”.
Proyecto realizado junto con Fagor Electrodomésticos S.Coop., con la ayuda del Ministerio de Medio Ambiente. Duración: 2005-2006
"Reciclaje de polipropileno por la técnica de disolución-precipitación".
Proyecto realizado con la ayuda de la Diputación Foral de Guipúzcoa, que busca métodos más eficientes de mezclado de PP virgen y reciclado con objeto de revalorizar este último. Duración: 2003-2004
Evaluación comparativa de dos procedimientos de reciclaje de polímeros orgánicos del tipo ABS".
Proyecto realizado en colaboración con el Laboratoire de Génie Méchanique et Matériaux de la Universidad de Burdeos I con la ayuda del Gobierno Vasco, y que compara procesos de reciclado mecánico y por disolución para el ABS, especialmente el cromado. Duración: 2003-2004.
- Comportamiento en servicio
"Mejora de la seguridad pasiva ante impacto en automoción mediante el uso de materiales compuestos (SAUCO)”.
Proyecto financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia dentro de su programa PETRI (PET2005_0836). Duración: 2007-2009
"Fractura de materiales plásticos: caracterización, modelización y simulación del comportamiento a impacto en servicio".
Proyecto financiado por el Gobierno Vasco (Dpto de Educación, Universidades e Investigación). Duración: 2004-2006.
“Diseño a efectos de impacto de piezas de plástico aplicadas en construcción (IMPACTDESIGN)”
apoyado por la Diputación Foral de Guipúzcoa
- Fabricación de componentes
Participación en el Proyecto Singular y Estratégico (PSE-020400-2006-1) “Micromanufacturing: Desarrollo de tecnologías de microfabricación innovadoras para la generación de nuevos negocios y el incremento de la competitividad de la industria española en mercados incipientes”.
Financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia. Duración 2006-2009
"Diseño y fabricación de piezas estructurales de gran superficie mediante el proceso de inyección-termoconformado".
Proyecto realizado con la ayuda de la Consejería de Industria del Gobierno Vasco, en el que participan Maier S. Coop., Fagor Electrodomésticos S. Coop. y ULMA CyE S.Coop. Duración: 2002-2003.
"Desarrollo del proceso de fabricación de moldeo bajo vacío con sobrepresión para la obtención de piezas composites de medias-altas prestaciones"
Proyecto realizado con la colaboración de la Excma. Diputación Foral de Guipúzcoa. Duración: 1994-1995.
- Diseño componentes
“Desarrollo de composites de altas prestaciones”.
Proyecto financiado por ULMA CyE S.Coop. con la ayuda del Ministerio de Industria (Programa Profit). Duración del proyecto: 2002-2004
"Definición de un procedimiento de selección de métodos de ensamblado de piezas de composite y metálicas. Aplicación a elementos estructurales de Máquina-Herramienta".
Proyecto realizado con la ayuda del Gobierno Vasco en colaboración con el Laboratoire de Génie Mécanique- Université Bordeaux I.
"Improving Machine Tool Performance and Life-cycle cost of Machine Tools through advanced materials" (V PM Europeo);
Consorcio: EPS, Danobat, Soraluce, Universidad de Burdeos I, EADS-Composites Aquitaine, Hüller Hille, PPC-Cranfield, FVT. Duración: 2000-2003. Se analizó la aplicación de multimateriales en el sector de máquina-herramienta
- Diseño, selección, síntesis de material
“Materiales y Manufacturing”;
Proyecto financiado dentro del Plan de Ciencia y Tecnología de Mondragon Corporación Cooperativa. Participantes: Maier S.Coop., FPK S.A., Fagor Electrodomésticos S.Coop., Orona S.Coop., Maier Technological Centre, Ikerlan, MGEP. Duración: 2005-2008
“Desarrollo y caracterización de multimateriales activos ante impacto de tipo polímero / SMA (POLISMA)”
Con la ayuda del Departamento de Industria del Gobierno Vasco. 2005-2007
“Caracterización, Modelización y simulación a impacto de materiales y estructuras híbridas inteligentes”
Subvencionado por el Ministerio de Educación y Ciencia dentro de su programa de Investigación Científica
Tesis
- "Efecto del reciclaje mecánico sobre la estructura, las propiedades mecánicas y el comportamiento a fractura del Polipropileno (PP)"; Publicada en 2003
- “Estudio teórico experimental del comportamiento a impacto de piezas estructurales fabricadas con termoplásticos.” Suficiencia Investigadora lograda en 2003
- “Optimización del sellado de estructuras microfluídicas para la fabricación de MOEMS poliméricos”. Suficiencia Investigadora obtenida en 2006.
- “Modelizado del comportamiento ante impacto de multimateriales activos plástico/SMA”. Suficiencia Investigadora obtenida en 2007
- “Desarrollo y caracterización de multimateriales plástico/SMA con comportamiento activo ante impactos”. Suficiencia Investigadora obtenida en 2007
Publicaciones
- Reducción de impacto Medioambiental
“Characterization of recycling induced degradation based on fracture mechanics approach "
A. Arostegui, J. Aurrekoetxea, M.A. Sarrionaindia, I. Urrutibeascoa, M.Ll. Maspoch; Progress in Polymer Degradation and Stability Research; ed. Herbert W. Moeller; Nova Science Publishers, Inc.; aceptado para su publicación en de marzo de 2007
“Effect of dissolution based recycling on the degradation and the mechanical properties of acrylonitrile-butadiene-styrene"
A. Arostegui, M. Sarrionaindia, J. Aurrekoetxea, I. Urrutibeascoa; Polymer Degradation and Stability, Vol 91, pp: 2768-2774 (2006)
“Dissolution-based recycling for acrylonitrile-butadiene-styrene: effects on the mechanical properties”
A. Arostegi, M. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa, J. Aurrekoetxea; Fourth International Conference on Polymer Modification, Degradation and Stabilization; Scientific and Technological Topics: 4. Recycling: Energy, feedstock, mechanical. San Sebastián, 10-14th September 2006
“Efecto del reciclaje por disolución sobre las propiedades mecánicas del Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno”
I. Sanz, A. Arostegi, J. Aurrekoetxea, I. Urrutibeascoa, IX Reunión del Grupo Especializado de Polímeros (GEP) de las Reales Sociedades Españolas de Física y de Química. Nuevas fronteras en polímeros; Jaca, Setiembre 2005.
“La disolución como método alternativo para el reciclado del ABS”
J. Aurrekoetxea, A. Puerto, A. Arostegi, I. Urrutibeascoa; Actas del VIII Congreso Nacional de Materiales; pp. 1421-1426; 2004
“Recycling study of end of life products made of ABS resin”
Mantaux, O.; Lorriot, T.; Chibalon, L.; Aurrekoetxea, J.; Puerto, A.; Arostegi, A.; Urrutibeascoa, I; Journal of Materials Science and Technology, Vol 20, pp: 125-128; 2004
“Aplicación de la mecánica de la fractura a la caracterización de la degradación del polipropileno reciclado mecánicamente”
J. Aurrekoetxea, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa, M.Ll. Maspoch; Polymer; vol 44, issue 22; pp. 6959-6964; 2003
“Aplicación de la mecánica de la fractura a la caracterización de la degradación del polipropileno reciclado mecánicamente”
J. Aurrekoetxea, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa, M.Ll. Maspoch; Anales de Mecánica de la Fractura, vol. 20; pp. 385-390; (2003)
"Effects of recycling on the microstructure and the mechanical properties of isotactic polypropylene"
J. Aurrekoetxea, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa, M.L. Maspoch; Journal of Materials Science; 36; pp. 2607-2613; 2001
"Fracture behaviour of virgin and recycled isotactic polypropylene"
J. Aurrekoetxea, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa, M.L. Maspoch; Journal of Materials Science; 36; pp. 5073-5078; 2001
- Comportamiento en servicio
“Effects of microstructure on wear behaviour of wood reinforced polypropylene composite”
J. Aurrekoetxea, M. Sarrionandia, X. Gómez; Wear, doi:10.1016/j.polymertesting.2007.09.003
“Tenacidad a la fractura del compuesto de polipropileno reforzado con fibra de madera”
J. Aurrekoetxea, B. Alberdi, A. Arostegi, M. Sarrionandia; Actas del VII Congreso Nacional de Materiales Compuestos, Valladolid; 2007; 773-780.
“Development and characterisation of wood plastic composites for structural applications: morphology, mechanical properties and damage analysis”
M. Sarrionandia, J. Aurrekoetxea, M. J. Elejabarrieta, F. Cortes, X. Gomez, W. Greaves, A. Fabian; Proceedings of ECCM-12, Biarritz; 2006; 275
“Comparison between the dynamical properties of polymer concrete and grey cast iron for machine tool applications”
F.Cortés, G.Castillo; Materials and Design; Vol 28 (5), 1461-1466, 2007
“Daño del Polipropileno reforzado con madera: Fractografía y desgaste”
J. Aurrekoetxea, X. Gómez, I. Urrutibeascoa, M.A. Sarrionandia; Anales de Mecánica de la Fractura, vol. 23; Albarracín; 2006; pp. 485-489.
“Characterisation of the impact behaviour of polymer thermoplastics” L. Aretxabaleta, J. Aurrekoetxea, I. Urrutibeacoa, M. Sánchez-Soto; Polymer testing, 24; pp.145-151; 2005
“Caracterización de materiales plásticos a altas velocidades de deformación: Extrapolación de resultados de tracción frente a ensayos de impacto
L. Aretxabaleta, J. Aurrekoetxea, I. Urrutibeascoa; Anales de Mecánica de la Fractura; vol. 22; Almagro (Ciudad Real), 2005; pp. 248-252.
"Caracterización a impacto de plásticos: modelo con criterio de fallo”
L. Aretxabaleta, J. Aurrekoetxea, I. Urrutibeascoa, M. Sánchez-Soto; Anales de Mecánica de la Fractura, vol 21; 2004; pp. 310-314
"Reducción de vibraciones de máquina-herramienta mediante revestimiento de piezas estructurales con compuesto de fibra de carbono”
G. Aretxaga, G. Castillo, F. Cortés, M. Iragi, M. Mateos, I. Urrutibeascoa; Actas del V Congreso Nacional de Materiales Compuestos, 2003; pp 643-652
“Iso-strain rate material behaviour curves applied to the finite element impact simulation”
L. Aretxabaleta, J. Aurrekoetxea, G. Castillo, M. Mateos, I. Urrutibeascoa; Polymer Testing, 27, pp. 84-92; 2008
- Fabricación de componentes
“Novel all polymer microfluidic devices monolithically integrated within metallic electrodes for SDS-CGE of proteins”
M.T. Arroyo, L.J. Fernández, M. Agirregabiria, N. Ibañez, J. Aurrekoetxea, F.J. Blanco; Journal of Micromechanics and Microengineering, vol 17; pp. 1289-1298; 2007
“Optimising the gas-injection moulding of an automobile plastic cover using an experimental design procedure”
M. Sánchez-Soto, A. Gordillo, B. Arasanz, J. Aurrekoetxea; Journal of Materials Processing Technology, Vol 178; pp: 369-378; 2006
“Failure of multimaterial fusion bonding interface generated during over-injection molding/thermoforming hybrid process”; J. Aurrekoetxea, G. Castillo, F. Cortes, M. A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa; Journal of Applied Polymer Science; Vol 102; pp: 261-265; 2006
“Fabricación de dispositivos poliméricos microfluídicos para aplicaciones biotecnológicas”
M.T. Arroyo, F.J. Blanco, M. Sarrionandia, J. Aurrekoetxea; Actas del IX Congreso Nacional de Materiales; Vigo, 2006; pp. 1065-1068
“Comparación entre los resultados de anisotropía medida por microscopía y por microdureza para compuestos PP-GF moldeados por inyección”
A. Arostegi, J. Madariaga, M. Sarrionandia, J. Aurrekoetxea; Actas del IX Congreso Nacional de Materiales; Vigo, 2006; pp. 543-546
“Evaluación mediante termografía IR del daño inducido por impacto en compuestos fabricados por EvoRTM”
G. Aretxaga, J. Aurrekoetxea, G. Castillo, M. Iragi, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa; VI Congreso Nacional de Materiales Compuestos MATCOMP05; Valencia, Junio 2005
“Obtención de piezas estructurales de plástico mediante un proceso híbrido termoconformado/sobreinyección”
J. Aurrekoetxea, L. Aretxabaleta, G. Castillo, M. Mateos, M. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa; Actas del VIII Congreso Nacional de Materiales; pp. 679-686; 2004
“Resistencia de la intercara de unión generada durante el proceso integrado termoconformado/inyección (TINKO)”
J. Aurrekoetxea, L. Aretxabaleta, G. Castillo, M. Mateos, M.A. Sarrionandia, I. Urrutibeascoa; Anales del Grupo Español de Polímeros; 2003
"Heat Transfer for pultrusion of amodified acrylic/glass reinforced composites"
M. Sarrionandia, I. Mondragón, S.M. Moschiar, M. Reboredo, A. Vázquez; Polymer composites; vol 23; nº1; pp: 21-27; 2002
"Analysis of kinetic parameters of an urethane acrylate resin for pultrusion process"
M.A. Sarrionandia, I. Mondragon, S.M. Moschiar, A. Vazquez; Applied Polymer Science; 77; pp: 355-362; 2000
“Obtención de perfiles de pultrusión. Optimización del proceso prestaciones-coste"
M.A. Sarrionandia, J. Etxebarria, G. Castillo; Proceedings del I Congreso Nacional de Materiales Compuestos"; pp: 187-194; Sevilla, 1995
“RTM process industrialisation and automatisation”
I. Urrutibeaskoa, J. R. Guisasola, P. J. Arrazola, A. M. Etxabe; Composites; 4; pp: 18-23; 1993
- Diseño componentes
"Development of Composite Machine-Tool components. Application to a High Speed Milling Machine Transmission Shaft"
S. Giaccobi, R. Harry, G. Castillo, F. Cortés, I. Urrutibeascoa; Proceedings of Advancing with Composites, 2003; pp: 313-328
"Diseño y fabricación de bancadas de Máquina Herramienta de Hormigón polímero. Análisis comparativo fundición - Hormigón polímero"
G. Aretxaga, G. Castillo, F. Cortés, M. Iragi, I. Urrutibeascoa; Proceedings del XIII Congreso Nacional de Máquina-Herramienta y Tecnologías de Fabricación; Donostia-San Sebastián, 2000; vol. II; pp. 563-578.
"Mejora de las características dinámicas del eje de transmisión de una fresadora para mecanizado a alta velocidad, mediante el uso de materiales compuestos"
G. Castillo, F. Cortés, I. Urrutibeascoa; Proceedings del XIII Congreso Nacional de Máquina-Herramienta y Tecnologías de Fabricación; Donostia-San Sebastián, 2000; vol. II; pp.547-562
“Diseño de un carnero de centro de mecanizado de alta velocidad en materiales compuestos”
F. Ferreira, F. Cortés, G. Aretxaga, G. Castillo, I. Urrutibeascoa; Proceedings del III Congreso Nacional de Materiales Compuestos, MATCOMP’99; Benalmádena, 1999
Recursos
- Caracterización física y de proceso: Calorímetro Diferencial de Barrido (DSC), viscosímetro Brookfield, cámara para termografía IR
- Equipamiento para análisis modal: analizador de espectros, acelerómetros, martillo de impactos
- Microscopía óptica y electrónica de barrido, esta última en vacío controlado; microanálisis; microscopía confocal para perfilometría sin contacto
- Laboratorio de caracterización mecánica: máquinas de ensayos de tracción-compresión, diversos durómetros, péndulos Charpy, impacto instrumentado para flexión (Charpy) y tracción a distintas energías, equipo de impacto por caída de masa Fractovis Plus CEAST .
- Transformación de plásticos y composites: inyectora 60 Tm, miniinyectora para hasta 14 g, trituradora, termoconformado, máquina de inyección para prueba de moldes, secador, máquina de pultrusión, RTM, compresión, bolsa de vacío
- Software: CATIA, IDEAS, ABAQUS, COSMOS, SolidWorks, Unigraphics, Moldflow Plastics Insight, Patran/Nastran
Investigadores
- Idoia Urrutibeascoa Irala (coordinadora)
La Dra. Urrutibeascoa es profesora de Materiales en la Escuela Politécnica Superior de Mondragon Unibertsitatea, donde coordina el equipo de investigación de Polímeros y Compuestos. Su trabajo se ha desarrollado en temas de revalorización de plásticos reciclados, comportamiento a impacto (caracterización y simulación) de plásticos, diseño de piezas estructurales en materiales compuestos. Actualmente participa en proyectos relacionados con la caracterización, modelización y simulación a impacto de materiales y estructuras inteligentes.
- Gorka Aretxaga Urkiola
- Asier Arostegi
El Dr. Arostegi desarrolla su actividad en el campo de procesado-estructura-propiedades de materiales termoplásticos (mezclas de polímeros, polímeros cargados y reforzados con fases dispersas de tamaño micro y nano), y en el campo del reciclado y revalorización de materiales poliméricos. Posee experiencia en diversas técnicas de transformación de polímeros (mezclado, extrusión, moldeo por inyección), así como de caracterización física (DSC, DMTA, SEM) y mecánica (tracción, flexión, impacto) de estos materiales.
- Jon Aurrekoetxea Narbarte
Dr. Aurrekoetxea's research is concerned with the mechanics of polymers. Emphasis is on the fracture behaviour related to the processing induced morphology. Current research focuses on advanced materials characterisation techniques (instrumented impact tests, fracture mechanics, etc.), multifunctional materials (design and characterization of materials with embedded Shape Memory Alloys, piezoelectric materials, etc.) and structural composites (lightweighting, crashworthiness and energy absorption, damage tolerance, residual life prediction, etc.).
La investigación del Dr. Aurrekoetxea se centra en el comportamiento mecánico de los polímeros, con especial interés en la relación entre el comportamiento a fractura y la morfología inducida por el procesado. En la actualidad la investigación se centra en el desarrollo de técnicas avanzadas de caracterización (impacto instrumentado, mecánica de la fractura, etc.), materiales multifuncionales (diseño y caracterización de composites con piezoeléctricos, aleaciones con memoria de forma, etc.) y composites estructurales (aligeramiento, crashworthiness y absorción de energía, tolerancia al daño, predicción de vida residual, etc.).
- Germán Castillo López
- Mikel García Abaunz
- Mikel Iragui Sampedro
- Alberto López Arraiza
- Modesto Mateos Heis
- MªAsun Sarrionandia Ariznabarreta
La Dra. Sarrionandia es profesora de química y materiales en la Escuela Politécnica Superior de Mondragon Unibertsitatea y desarrolla su actividad investigadora tanto en el campo del procesado-estructura-propiedades de materiales termoplásticos y termoendurecibles como en el del reciclado y revalorización de materiales poliméricos. Tiene experiencia en procesos de transformación de materiales termoendurecibles como pultrusión, RTM, bolsa de vacío, contacto a mano y en inyección de termoplásticos, así como de caracterización física mediante DSC y mecánica (tracción, flexión, impacto) de estos materiales.
Doctorandos
- Asier Agirregomezkorta Aizpurua
- Laurentzi Aretxabaleta Ramos
Título de la tesis: “Estudio teórico experimental del comportamiento a impacto de piezas estructurales fabricadas con termoplásticos” Suficiencia Investigadora lograda en 2003
- Imanol Flores Ganuza
Título de la tesis: “Modelizado del comportamiento ante impacto de multimateriales activos plástico/SMA”. Suficiencia Investigadora obtenida en 2007
- Javier Zurbitu González
Título de la tesis: “Desarrollo y caracterización de multimateriales plástico/SMA con comportamiento activo ante impactos”. Suficiencia Investigadora obtenida en 2007