Calle et al 2019b - Revision history

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== Abstract ==

The main objective of this work has been the manufacture , and subsequent flexural and fatigue  tests, of automotive real parts, made of thermoplastic composites. This has been achieved by incorporation continuous carbon fiber (textile) to polyamide matrix, through an specific process very similar to a thermoplastic  RTM. The fatigue behaviour of any composite is governed by the toughness of the material. Because of this and the low cost, the polyamide has been considered as a polymer matrix. The process involves an in-situ polymerization, that the low viscosity of the monomer,e-caprolactama (e-CL), allows the infiltration of preforms and textiles.
The demonstration part has been completely redesigned by BATZ and TECNALIA to fullfill mechanical requirements and  manufacture ability. In particular, it has been fabricated a suspension subframe with an 52%vol. of a commercial carbon fiber and thickness variations from 3 to 8mm within the same part, obtaining a significant reduction in weight relative to the metal part (6,8 kg vs 3,48 kg) and the established mechanical requirements. As far as the fatigue/durability test are concerned, they have been performed to evaluate the strength of the composite and to increase the correlation between CAE analysis and the real behavior of the hybrid component. All the tested parts support 2.000.000 cycles (the stipulated for this part in metal) without break, only with small deformations in the bushings holes. As far as the flexural test are concerned, they evaluate the maximum quasi-static strength of the component. All the parts tested deform considerably, recovering much of this deformation once the load is removed.

== Full document ==
<pdf>Media:Draft_Content_358630218native-articles-227.pdf</pdf>

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 <span id="_GoBack"></span>
-== '''1''' Introducción ==
+== 1 Introducción ==
 Debido a la regulación de emisiones de CO<sub>2</sub> establecida, los fabricantes de vehículos se han visto obligados a reducir los pesos de los diversos componentes que forman sus vehículos [1-4]. Esto ha llevado a una carrera en la cual cada vez más componentes metálicos son sustituidos por componentes en composite, sustituyéndolos por piezas fabricadas  en plástico reforzado con diferentes cargas y fibras en diferentes formatos, para matrices tanto termoplásticas como termoestables. El uso de uno u otro material está íntimamente ligado a los requerimientos termo-químico-mecánicos de cada componente. Los composites son los materiales que mayor potencial de reducción de peso ofrecen para el aligeramiento de las estructuras de vehículos, debido fundamentalmente a su baja densidad y a su excelente relación resistencia/peso. Sin embargo, su utilización en el mercado de la automoción es todavía incipiente a pesar del claro interés y gran potencial. Existen tres factores importantes que lo limitan:
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 Por lo tanto, el objetivo principal de la parte de TECNALIA-BATZ en el proyecto EVOLUTION ha sido desarrollar componentes estructurales en automoción en materiales compuestos de última generación, mejorando la funcionalidad que ofrecen los elementos metálicos e híbridos actuales.
-=='''2''' Métodología Experimental==
+==2 Métodología Experimental==
 ==='''2.1''' Materiales de partida===
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 Los ensayos se han realizado externamente, concretamente en CRF, en el marco del proyecto EVOLUTION.
-=='''3''' Resultados y discusión==
+==3 Resultados y discusión==
 Un ''subframe'' de suspensión es una pieza estructural que une el chasis del vehículo con las ruedas a través de los brazos inferiores y barra estabilizadora. Se trata de un componente que sufre mucha carga durante el movimiento del vehículo ya que todas las vibraciones inducidas por el suelo son transferidas al chasis a través del amortiguador y el ''subframe''. Por lo tanto, teniendo en cuenta cual va a ser la misión del componente, lo más idóneo es un ensayo de fatiga [10].
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 <span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Figura 9.''' Aspecto de los ''bushings'' en las piezas definitivas después del ensayo de fatiga.</span></div>
-=='''4''' Conclusiones==
+==4 Conclusiones==
 Como conclusiones finales de este trabajo en cuanto al preformado, fabricación y ensayos cabe destacar:

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 == '''1''' Introducción ==
-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-A. de la Calle<sup>a</sup>, S. García-Arrieta<sup>a</sup>, C. Elizetxea<sup>a</sup>, I. Lopez<sup>b</sup></div>
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;"><sup>a</sup>Área de Aeroespacial, Grupo de Aligeramiento, División de Industria y Transporte, TECNALIA</span></div>
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Paseo de Mikeletegi 2, 20009 San Sebastián, España</span></div>
-−
-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;"><sup>b</sup>Ingeniería avanzada, BATZ, S. COOP, Torrea Auzoa, 2. 48140 Igorre, España</span></div>
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-{| style="width: 88%;border-collapse: collapse;"
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-|  colspan='2'  style="vertical-align: top;"|<big>Fabricación de un subframe de suspensión mediante la tecnología CAPROCAST (T-RTM)</big>
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-|  style="border-bottom: 1pt solid black;vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;"> [[Image:Calle_et_al_2019b-image1.png|54px]] </span>
-|  style="vertical-align: top;"|
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-|  style="border-top: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Historia del artículo:</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Recibido 5 de Mayo 2017</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">En la versión revisada 5 de Mayo 2017</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Aceptado 31 de Mayo 2017</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Accesible online 21 de Junio 2017</span>
-|  rowspan='4' style="vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">El objetivo del presente trabajo ha sido la fabricación, y posteriores ensayos de flexión y fatiga, de piezas reales del sector de automoción, fabricadas en composites termoplásticos. Esto se ha conseguido incorporando fibra de carbono (FC) continua a la matriz polimerica de poliamida (PA), mediante un proceso propio muy similar a un RTM termoplástico. El comportamiento a fatiga de cualquier composite viene regido por la tenacidad del material, por lo que la PA ha sido considerada debido a su tenacidad y bajo coste. El proceso consiste en una polimerización in-situ que, gracias a la baja viscosidad del monómero</span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">&#x03b5;-caprolactama (&#x03b5;-CL) permite la infiltración de preformas y tejidos. </span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">La pieza demostradora ha sido completamente rediseñada por  BATZ y TECNALIA para cumplir los requerimientos mecánicos y fabricabilidad. En concreto, se ha fabricado un ''subframe'' de suspensión con un 52% en volumen  de una FC comercial y con variaciones de espesor dentro de la misma pieza de 3 a 8mm, consiguiendo una notable reducción en peso respecto a la pieza metálica (6,8 kg vs 3,48 kg) y los requerimientos mecánicos establecidos. En lo que a los ensayos de fatiga/durabilidad se refiere, se han realizado para evaluar la resistencia del composite e incrementar la correlación entre el análisis de CAE y el comportamiento real del componente. Todas las piezas ensayadas aguantan 2.200.000 ciclos (lo estipulado para esta pieza en metal) sin rotura, solo con pequeñas deformaciones de los agujeros para los </span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">''bushings''.  En lo que a los ensayos de flexión se refiere, evalúan la máxima resistencia quasi-estática del componente. Todas las piezas ensayadas deforman considerablemente, recuperando buena parte de esta deformación una vez quitada la carga. </span>
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-|  style="border-top: 1pt solid black;vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Palabras clave:</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Composite termoplástico</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">ε-Caprolactama</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">T-RTM</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Fibra de Carbono</span>
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-|  style="border-top: 1pt solid black;vertical-align: top;"|
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-|  colspan='2'  style="vertical-align: top;"|<big>Manufacture of a suspension subframe through CAPROCAST technology (T-RTM)</big>
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-|  style="border-bottom: 1pt solid black;vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;"> [[Image:Calle_et_al_2019b-image2.png|54px]] </span>
-|  style="vertical-align: top;"|
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-|  style="border-top: 1pt solid black;border-bottom: 1pt solid black;vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Keywords:</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Thermoplastic Composite</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">ε-Caprolactam</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">T-RTM</span>
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-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Carbon Fiber</span>
-|  rowspan='2' style="vertical-align: top;"|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">The main objective of this work has been the manufacture , and subsequent flexural and fatigue  tests, of automotive real parts, made of thermoplastic composites. This has been achieved by incorporation continuous carbon fiber (textile) to polyamide matrix, through an specific process very similar to a thermoplastic  RTM. The fatigue behaviour of any composite is governed by the toughness of the material. Because of this and the low cost, the polyamide has been considered as a polymer matrix. The process involves an in-situ polymerization, that the low viscosity of the monomer</span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">,&#x03b5;-caprolactama (&#x03b5;-CL), allows the infiltration of preforms and textiles. </span>
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-<span id='_GoBack'></span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">The demonstration part has been completely redesigned by BATZ and TECNALIA to fullfill mechanical requirements and  manufacture ability. In particular, it has been fabricated a suspension subframe with an 52%vol. of a commercial carbon fiber and thickness variations from 3 to 8mm within the same part, obtaining a significant reduction in weight relative to the metal part (6,8 kg vs 3,48 kg) and the established mechanical requirements. As far as the fatigue/durabili</span><span style="text-align: center; font-size: 75%;">ty test are concerned, they have been performed to evaluate the strength of the composite and to increase the correlation between CAE analysis and the real behavior of the hybrid component. All the tested parts support 2.000.000 cycles (the stipulated for this part in metal) without break, only with small deformations in the bushings holes. As far as the flexural test are concerned, they evaluate the maximum quasi-static strength of the component. All the parts tested deform considerably, recovering much of this deformation once the load is removed. </span>
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 =='''1''' Introducción ==
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 Debido a la regulación de emisiones de CO<sub>2</sub> establecida, los fabricantes de vehículos se han visto obligados a reducir los pesos de los diversos componentes que forman sus vehículos [1-4]. Esto ha llevado a una carrera en la cual cada vez más componentes metálicos son sustituidos por componentes en composite, sustituyéndolos por piezas fabricadas  en plástico reforzado con diferentes cargas y fibras en diferentes formatos, para matrices tanto termoplásticas como termoestables. El uso de uno u otro material está íntimamente ligado a los requerimientos termo-químico-mecánicos de cada componente. Los composites son los materiales que mayor potencial de reducción de peso ofrecen para el aligeramiento de las estructuras de vehículos, debido fundamentalmente a su baja densidad y a su excelente relación resistencia/peso. Sin embargo, su utilización en el mercado de la automoción es todavía incipiente a pesar del claro interés y gran potencial. Existen tres factores importantes que lo limitan:

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