Innovación en Materiales: Propiedades y Fabricación de Espumas Metálicas

Definición de Espumas

Una espuma es un tipo específico de material celular que se ha generado por la expansión de un material en estado líquido.

Las Espumas Metálicas

Composición y Estructura

Las espumas metálicas están constituidas por celdas cuyos bordes y paredes se componen de un metal (como aluminio, cobre, zinc, etc.).

Las espumas metálicas se definen como metales sólidos con una estructura molecular tal que entre el 75% y el 95% del volumen es espacio vacío o relleno de gas.

Propiedades y Aplicaciones

Las espumas metálicas son una clase de materiales que se caracterizan por tener una baja densidad y, a la vez, notables propiedades físicas y químicas. Estas propiedades las hacen interesantes para multitud de aplicaciones ingenieriles (por ejemplo, en paragolpes de coches, filtros y aislantes acústicos).

Propiedades más destacables de estas espumas:

• Combinan las virtudes de los metales con las ventajas estructurales de las espumas.
• Son estructuras ligeras con buenas propiedades físicas y químicas.
• Tienen una amplia aplicación a nivel industrial.

Entre sus propiedades físicas y químicas notables se incluyen:

• Absorción de energía al impacto.
• Permeabilidad a diferentes fluidos.
• Excelentes propiedades acústicas.

Procesos de Fabricación

Método de Infiltración (Celda Abierta)

Una de las técnicas principalmente desarrolladas para obtener espumas metálicas de celda abierta se basa en utilizar preformas removibles. De estas, es de especial interés el método de infiltración del metal fundido en preformas solubles.

Este método resulta práctico, sencillo y económico.

Otras Técnicas de Espumado

Otros procesos de fabricación incluyen:

• Extrusión
• Espumado por moldeo por inyección
• Espumado por extrusión soplado
• Rotomoldeo celular

Detalle del Proceso de Extrusión

La producción de materiales espumados por extrusión es bastante similar a la transformación de polímeros mediante el mismo proceso. La principal diferencia radica en que es necesario controlar de forma más precisa la temperatura y la presión del fundido debido a la introducción del agente espumante, que puede ser de tipo químico o físico.

Mecanismo del Agente Espumante Químico

El calor generado para derretir el polímero descompone el agente de espumado químico, resultando en la liberación de gas.

• La temperatura de fusión debe ser suficientemente alta para garantizar una descomposición total del agente espumante.
• Este gas se reparte en el polímero fundido y se expande al salir del dado.