Hegazkingintzako osagarrietan kobaltoa ordezteko prozesu berrien garapena

NEMARCO proiektu europarraren helburu nagusia da nikel-oinarridun aleazioak erabiliko dituzten osagarriak garatzea, higiduraren eta tenperatura altuen aurrean erresistentzia altuagoa izango dutenak, baita pertsonen osasunarengan eragin txikiagoa ere.

Hegazkingintzako osagarrien eko-diseinuaren eremuan kokatua, duela gutxi hasi da NEMARCO proiektu europarra, material eta prozesu iraunkorragoak eta giza-osasunari kalte gutxiago egiten diotenak garatzea helburu duena. Zehazki, Clean Sky 2 proiektu honetako ikerlari taldea kabina presurizatzeko airea purgatzeko sistemako tximeleta-balbulak zigilatzeko erabiltzen diren eraztunen garapenean zentratuko da. Osagarri hauek, egun, kobalto-oinarridun aleazioetan fabrikatzen dira.

Eraztunok tenperatura altuak eta karga mekaniko esanguratsuak jasaten dituzte, baita etengabeko frikzioa ere zirkuituko presioa askatzeko ebakuazio balbulen mugimenduak eraginda. Lan baldintza hauek etengabeko higidura eragiten dute eta, horrekin batera, jarioak izateko arriskua zein oxidatutako kobalto partikulak (osasunarentzako kaltegarriak direnak) kabinara iristeko arriskua hazi egiten dira.

AZTERLANeko ikerlari Fernando  Santos-en hitzetan, Material Metaliko Berrietan aditua, “Clean Sky 2 iniziatibaren baitan sortzen ari den UHBR motore berriak presio gehiago eta tenperatura altuagoak jarriko ditu aire purga zirkuituko osagarriengan. Arrazoi honegatik, nikelean oinarritutako zigilu eraztunak latzen ari gara. Horretarako, NiCrSiFeB aleazioak aztertuko ditugu, hauen fabrikazio prozesuak egokituta (egun galdaketa zentrifugo bitartez egiten dira) eta LMD bidezko fabrikazio gehituko prozesu alternatiboak bilatuta”.

Lehen fase batean, modelatze metodologiak aplikatuta diseinu lan esanguratsua egingo da faseen formakuntzari zein difusio eta prezipitazio fenomeno nagusiei lotuta. Aurre-azterlan honek konposizio kimiko aproposenak aukeratzen eta, behar izanez gero, aleazioaren prozesatu termikoa egokitzen lagunduko du, azken lan-baldintzetan egokiro jardungo dela baieztatzeko.

Ondoren, ikerketa taldeak fabrikazio prozesu bakoitzerako esperimentu andana diseinatuko du prozesuaren aldagaiekin eta azken produktuaren aleazioaren-mikroestrukturarekin eta beroan duen gogortasunarekin lotuta. Bildutako datuak prozesatuko dira eredu prediktibo bat sortuta zeinak hurrengo entsegu-multzorako fabrikazio baldintza optimoak identifikatuko dituen. Bigarren entsegu ziklo batean, aleazio berrien inguruan tenperatura altuan azterlan tribologiko zabalak egingo dira zeintzuek ahalbidetuko duten aukeratutako azken laginen ebaluazioa egitea ikuspuntu tekniko batetik.

Aurrez egindako azterlan teknikoarekin batera, bizitza ziklo analisia egingo da, baita toxizitate aurre-ikerketa ere garapenen ingurumen inpaktua eta inpaktu ekonomikoa baloratzeko. Aukeratutako soluzioak operazio baldintzetan aurrerapausoak eta ingurumen zein osasun alorreko iraunkortasun hobekuntzak uztartu behar ditu. Azkenik, eraztunak fabrikatuko dira bi teknologiak baliatuta zeinak dagokien entsegu bankuan saiatuko diren.

NEMARCO proiektua Europar Batasunaren Horizon 2020 programaren baitako Clean Sky 2 ekimenaren baitan diruz lagundua da 101007948 zenbakidun akordioaren baitan eta 2022 urtearen bukaeran bukatzea aurreikusten da. Proiektuaren partzuergoa osatzen dute BRTAko kide Lortek (proiektuaren liderra) Cidetec eta Azterlan zentro teknologikoak, hala nola,  Miranda de Ebroko Zentro Teknologikoak eta Ecole Centrale de Lyon (Frantzia) erakundeek.

NEMARCO proiektuaren hasiera bilera partzuergoa osatzen duten hainbat ikerlarirekin