Prototipado virtual aplicado a simulación con software CAE: pistón de aleación de aluminio con recubrimiento de material cerámico

Resumen

La innovación en materiales es un área que pretende generar mejoras en los productos existentes, a través de actividades como la I+D+i. El sector de la automoción es una de las grandes áreas en las que la inversión en la búsqueda de mejores materiales es elevada. La ingeniería de producto combinada con simulación y prototipado virtual permite que los proyectos sean más asertivos, con una reducción en el tiempo de planificación y los costos involucrados. El uso de materiales cerámicos en motores de combustión interna aún necesita más investigación para hacerlos accesibles para la producción a gran escala, principalmente debido a sus particularidades en la sinterización y mejores propiedades mecánicas a temperaturas extremas. La presente investigación tiene como objetivo proponer una optimización en un motor de combustión interna de chispa del ciclo Otto mediante la sustitución de material de aleación metálica en el pistón por Matriz Metálica Compuesta (MMC). Para ello se apoya en las disciplinas de Ciencias de Materiales, Ingeniería de Producto y Simulación para la realización del proyecto, utilizando los software Inventor® y Ansys® para validar la propuesta del prototipo de pistón idealizado, mediante el recubrimiento del pistón de aleación de aluminio fundido. con dióxido de silicio cerámico. Los resultados obtenidos fueron una reducción en la conducción de calor en función del tiempo, mejores propiedades mecánicas presentadas y una reducción en los costos involucrados en el proceso de utilización de cerámicas en motores automotrices.