Carral et al 2023a - Revision history

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-'''Resumen:'''<nowiki> El sector del transporte ha ejercido y sigue siendo el motor del desarrollo de nuevos materiales y soluciones ligeras. El presente estudio se centra en el trabajo desarrollado en un proyecto europeo recientemente finalizado (CARBODIN https://carbodin.eu/) donde uno de los principales objetivos es desarrollar soluciones innovadoras y asequibles para carrocerías del sector ferroviario. Los materiales compuestos parecen ser uno de los candidatos más prometedores para alcanzar estos ambiciosos objetivos. Sin embargo, para superar la barrera de los costes y cumplir con los requisitos adicionales del sector ferroviario, se necesitan nuevas estrategias de fabricación. Una de las alternativas radica en la integración de procesos y rutas de fabricación novedosas, que ofrezcan una solución industrial rentable. El caso de estudio corresponde a un inserto con ranura tipo C utilizado como punto de anclaje para colgar los asientos de los pasajeros del vagón, para fijar paneles interiores o portaequipajes. Para mejorar este diseño, se desarrolló un diseño innovador para integrar ranuras en C de material compuesto a paredes laterales de material compuesto. Este trabajo mostrará los detalles de dicho diseño, así como la estrategia de fabricación óptima para lograrlo. Se asistió a un proceso de fabricación fuera de autoclave (OOA) a través de diferentes tecnologías de monitoreo, como sensores de llegada de resina y termografía, para garantizar componentes de alta calidad. Además, se ha abordado un enfoque multimaterial basado en tecnologías de impresión 3D. Se ha realizado un análisis exhaustivo de la unión y se han explorado diferentes enfoques de integración mediante el diseño de etapas de fabricación co-curadas y co-adheridas. Finalmente, se han fabricado y ensayado varios demostradores para definir el enfoque de integración más prometedor y, escalando nuevamente dicho diseño final.</nowiki>
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-'''Palabras clave:''' Composites, rentabilidad, fuera de autoclave, multimaterial, carrocería.
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-'''Abstract:'''<nowiki> The transport sector has exerted and continue to be the driving force for the development of new materials and lightweigth solutions. The present study focuses on the work developed in a recently completed European project (CARBODIN https://carbodin.eu/) where one of the main objectives is to develop innovative and affordable solutions for advanced car body shells. Composite materials appear to be one of the most promising candidates to attain these ambitious targets. However, to overcome the cost barrier as well as meet additional railway requirements, new strategies such as process integration and novel manufacturing routes are needed, which will offer a cost-effective industrial solution. The case study corresponds to a C-Groove insert used as an anchoring point to hang passenger seats off the car body side walls, to fix Interior Panels or luggage racks. To improve this design, a trendsetting design was developed to integrate composite C-Grooves to Composite sidewalls. This work will display the details of such design as well as the optimal manufacturing strategy to achieve it. An out of autoclave (OOA) manufacturing process was assisted through different monitoring technologies such as resin arrival sensors and thermography to ensure high quality components. Additionally, a multi-material approach based on 3D printed technologies has been tackled. A thorough analysis of the joint has been performed and different integration approaches have been explored by designing co-cured and co-bonded manufacturing stages. Finally, several demonstrators have been made and tested to define the most promising integration approach and scaling up yet again to a larger demonstrator.</nowiki>
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-'''Keywords:''' Composites, cost-efficient, out-of-autoclave, multi-material, carbody.<!-- metadata commented in wiki content
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 ====NOVEL MANUFACTURING APPROACHES FOR CAR BODY SHELL APPLICATIONS BASED ON SANDWICH STRUCTURES====
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 ==1. Introducción==

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 <span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Figura 9. Diagrama de carga para los demostradores de alta integración (derecha) e integración media (izquierda).''</span></div>
-El rendimiento mecánico de los cupones fabricados y ensayados se evaluó en comparación con los resultados de FE. Los resultados de las pruebas destructivas muestran que las fuerzas de tracción alcanzadas son mayores que las determinadas por el FEA. El análisis FE indica una carga axial máxima en la dirección y, que representa la prueba de tracción, de -1061 N. En comparación, hay un gran margen entre la fuerza de tracción máxima permitida del ensayo destructivo y la fuerza calculada del análisis FE según la carga ejercida por el peso del asiento incluido el pasajero (12 kg asiento + 120 kg pasajero). Además, las fuerzas de reacción en las ranuras no utilizan completamente el material correspondiente al cálculo de FE. La utilización del material según el índice de rotura del material compuesto con un factor de seguridad es inferior al 50%, lo que encaja bien con los resultados experimentales. El resultado FE, que se ve agravado por el hecho de que el modelo introduce la carga del asiento en la ranura con un modelo de cuerpo rígido sin flexibilidad, es válido. Además, el modelado FE ideal asume que el material de impresión 3D está unido con las capas compuestas y no considera la deformación plástica del material de inserción de impresión 3D. Con una mayor matriz de prueba y más muestras ensayadas, las fuerzas de tracción podrían determinarse con más precisión y más seguridad en la distribución.
+El rendimiento mecánico de los cupones fabricados y ensayados se evaluó en comparación con los resultados de FE. Los resultados de las pruebas destructivas muestran que las fuerzas de tracción alcanzadas son mayores que las determinadas por el FEA. El análisis FE indica una carga axial máxima en la dirección y, que representa la prueba de tracción, de -1061 N. En comparación, hay un gran margen entre la fuerza de tracción máxima permitida del ensayo destructivo y la fuerza calculada del análisis FE según la carga ejercida por el peso del asiento incluido el pasajero (12 kg asiento + 120 kg pasajero). Además, las fuerzas de reacción en las ranuras no utilizan completamente el material correspondiente al cálculo de FE. La utilización del material según el índice de rotura del material compuesto con un factor de seguridad es inferior al 50% (ver Figura 10) , lo que encaja bien con los resultados experimentales. El resultado FE, que se ve agravado por el hecho de que el modelo introduce la carga del asiento en la ranura con un modelo de cuerpo rígido sin flexibilidad, es válido. Además, el modelado FE ideal asume que el material de impresión 3D está unido con las capas compuestas y no considera la deformación plástica del material de inserción de impresión 3D. Con una mayor matriz de prueba y más muestras ensayadas, las fuerzas de tracción podrían determinarse con más precisión y más seguridad en la distribución.
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 :* Proceso de impresión 3D.
-Se seleccionó la fabricación de filamentos fundidos (FFF) como la tecnología de fabricación aditiva para la obtención de los insertos impresos en 3D. Para el desarrollo de la ventana de proceso se ha utilizado una máquina 3NTR A2V4. En este sentido cabe mencionar que debido a la novedad de la tecnología aún falta un procedimiento de fabricación estandarizado y, además, dado que cada impresora 3D es única la mayoría de los parámetros del proceso dependen del hardware del equipo utilizado. Por este motivo la puesta a punto es un proceso laborioso de prueba y error. Después de optimizar la ventana de proceso en muestras estandarizadas, se procedió al escalado de las mismas hasta fabricar los insertos de dimensiones finales. Se han realizado varias iteraciones de diseño teniendo en cuenta las limitaciones de fabricación así como la facilidad de flujo de la resina, entre otras. El diseño final es el resultado de las sesiones de Diseño para Fabricación (en inglés, Design for manufacturability oDfM). Es importante mencionar que existe diseño intermedio para el proceso AM, donde la ranura tipo C está cerrada por una fina capa. Esta piel se ha añadido para evitar la entrada de resina durante VIP (<span id='cite-_Ref102146431'></span>[[#_Ref102146431|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 2</span>]]). Sin embargo, una vez que se completó el proceso de infusión, esta ranura se mecanizó y dio lugar al componente final.
+Se seleccionó la fabricación de filamentos fundidos (FFF) como la tecnología de fabricación aditiva para la obtención de los insertos impresos en 3D. Para el desarrollo de la ventana de proceso se ha utilizado una máquina 3NTR A2V4. En este sentido cabe mencionar que debido a la novedad de la tecnología aún falta un procedimiento de fabricación estandarizado y, además, dado que cada impresora 3D es única la mayoría de los parámetros del proceso dependen del hardware del equipo utilizado. Por este motivo la puesta a punto es un proceso laborioso de prueba y error. Después de optimizar la ventana de proceso en muestras estandarizadas, se procedió al escalado de las mismas hasta fabricar los insertos de dimensiones finales. Se han realizado varias iteraciones de diseño teniendo en cuenta las limitaciones de fabricación así como la facilidad de flujo de la resina, entre otras. El diseño final es el resultado de las sesiones de Diseño para Fabricación (en inglés, Design for manufacturability DfM). Es importante mencionar que existe diseño intermedio para el proceso AM, donde la ranura tipo C está cerrada por una fina capa. Esta piel se ha añadido para evitar la entrada de resina durante VIP (<span id='cite-_Ref102146431'></span>[[#_Ref102146431|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 2</span>]]). Sin embargo, una vez que se completó el proceso de infusión, esta ranura se mecanizó y dio lugar al componente final.
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 '''Resumen:'''<nowiki> El sector del transporte ha ejercido y sigue siendo el motor del desarrollo de nuevos materiales y soluciones ligeras. El presente estudio se centra en el trabajo desarrollado en un proyecto europeo recientemente finalizado (CARBODIN https://carbodin.eu/) donde uno de los principales objetivos es desarrollar soluciones innovadoras y asequibles para carrocerías del sector ferroviario. Los materiales compuestos parecen ser uno de los candidatos más prometedores para alcanzar estos ambiciosos objetivos. Sin embargo, para superar la barrera de los costes y cumplir con los requisitos adicionales del sector ferroviario, se necesitan nuevas estrategias de fabricación. Una de las alternativas radica en la integración de procesos y rutas de fabricación novedosas, que ofrezcan una solución industrial rentable. El caso de estudio corresponde a un inserto con ranura tipo C utilizado como punto de anclaje para colgar los asientos de los pasajeros del vagón, para fijar paneles interiores o portaequipajes. Para mejorar este diseño, se desarrolló un diseño innovador para integrar ranuras en C de material compuesto a paredes laterales de material compuesto. Este trabajo mostrará los detalles de dicho diseño, así como la estrategia de fabricación óptima para lograrlo. Se asistió a un proceso de fabricación fuera de autoclave (OOA) a través de diferentes tecnologías de monitoreo, como sensores de llegada de resina y termografía, para garantizar componentes de alta calidad. Además, se ha abordado un enfoque multimaterial basado en tecnologías de impresión 3D. Se ha realizado un análisis exhaustivo de la unión y se han explorado diferentes enfoques de integración mediante el diseño de etapas de fabricación co-curadas y co-adheridas. Finalmente, se han fabricado y ensayado varios demostradores para definir el enfoque de integración más prometedor y, escalando nuevamente dicho diseño final.</nowiki>
-'''Palabras clave:''' Composites, rentable, fuera de autoclave, multimaterial, carrocería.
+'''Palabras clave:''' Composites, rentabilidad, fuera de autoclave, multimaterial, carrocería.
 '''Abstract:'''<nowiki> The transport sector has exerted and continue to be the driving force for the development of new materials and lightweigth solutions. The present study focuses on the work developed in a recently completed European project (CARBODIN https://carbodin.eu/) where one of the main objectives is to develop innovative and affordable solutions for advanced car body shells. Composite materials appear to be one of the most promising candidates to attain these ambitious targets. However, to overcome the cost barrier as well as meet additional railway requirements, new strategies such as process integration and novel manufacturing routes are needed, which will offer a cost-effective industrial solution. The case study corresponds to a C-Groove insert used as an anchoring point to hang passenger seats off the car body side walls, to fix Interior Panels or luggage racks. To improve this design, a trendsetting design was developed to integrate composite C-Grooves to Composite sidewalls. This work will display the details of such design as well as the optimal manufacturing strategy to achieve it. An out of autoclave (OOA) manufacturing process was assisted through different monitoring technologies such as resin arrival sensors and thermography to ensure high quality components. Additionally, a multi-material approach based on 3D printed technologies has been tackled. A thorough analysis of the joint has been performed and different integration approaches have been explored by designing co-cured and co-bonded manufacturing stages. Finally, several demonstrators have been made and tested to define the most promising integration approach and scaling up yet again to a larger demonstrator.</nowiki>

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 '''Resumen:'''<nowiki> El sector del transporte ha ejercido y sigue siendo el motor del desarrollo de nuevos materiales y soluciones ligeras. El presente estudio se centra en el trabajo desarrollado en un proyecto europeo recientemente finalizado (CARBODIN https://carbodin.eu/) donde uno de los principales objetivos es desarrollar soluciones innovadoras y asequibles para carrocerías del sector ferroviario. Los materiales compuestos parecen ser uno de los candidatos más prometedores para alcanzar estos ambiciosos objetivos. Sin embargo, para superar la barrera de los costes y cumplir con los requisitos adicionales del sector ferroviario, se necesitan nuevas estrategias de fabricación. Una de las alternativas radica en la integración de procesos y rutas de fabricación novedosas, que ofrezcan una solución industrial rentable. El caso de estudio corresponde a un inserto con ranura tipo C utilizado como punto de anclaje para colgar los asientos de los pasajeros del vagón, para fijar paneles interiores o portaequipajes. Para mejorar este diseño, se desarrolló un diseño innovador para integrar ranuras en C de material compuesto a paredes laterales de material compuesto. Este trabajo mostrará los detalles de dicho diseño, así como la estrategia de fabricación óptima para lograrlo. Se asistió a un proceso de fabricación fuera de autoclave (OOA) a través de diferentes tecnologías de monitoreo, como sensores de llegada de resina y termografía, para garantizar componentes de alta calidad. Además, se ha abordado un enfoque multimaterial basado en tecnologías de impresión 3D. Se ha realizado un análisis exhaustivo de la unión y se han explorado diferentes enfoques de integración mediante el diseño de etapas de fabricación co-curadas y co-adheridas. Finalmente, se han fabricado y ensayado varios demostradores para definir el enfoque de integración más prometedor y, escalando nuevamente dicho diseño final.</nowiki>
 '''Palabras clave:''' Composites, rentable, fuera de autoclave, multimaterial, carrocería.
 '''Abstract:'''<nowiki> The transport sector has exerted and continue to be the driving force for the development of new materials and lightweigth solutions. The present study focuses on the work developed in a recently completed European project (CARBODIN https://carbodin.eu/) where one of the main objectives is to develop innovative and affordable solutions for advanced car body shells. Composite materials appear to be one of the most promising candidates to attain these ambitious targets. However, to overcome the cost barrier as well as meet additional railway requirements, new strategies such as process integration and novel manufacturing routes are needed, which will offer a cost-effective industrial solution. The case study corresponds to a C-Groove insert used as an anchoring point to hang passenger seats off the car body side walls, to fix Interior Panels or luggage racks. To improve this design, a trendsetting design was developed to integrate composite C-Grooves to Composite sidewalls. This work will display the details of such design as well as the optimal manufacturing strategy to achieve it. An out of autoclave (OOA) manufacturing process was assisted through different monitoring technologies such as resin arrival sensors and thermography to ensure high quality components. Additionally, a multi-material approach based on 3D printed technologies has been tackled. A thorough analysis of the joint has been performed and different integration approaches have been explored by designing co-cured and co-bonded manufacturing stages. Finally, several demonstrators have been made and tested to define the most promising integration approach and scaling up yet again to a larger demonstrator.</nowiki>

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 ==2. Caso de estudio.==
-Actualmente, la carrocería de los vehículos ferroviarios se fabrica con materiales metálicos tradicionales por lo que, dadas las dimensiones, restricciones geométricas o el peso, este estudio se centra en la pared lateral de la carrocería de un vehículo ferroviario. El diseño actual incluye también diferentes insertos que son necesarios para anclar los asientos de los pasajeros, así como los paneles interiores o portaequipajes. Convencionalmente, las ranuras de estos insertos se extruyen directamente junto con los perfiles de aluminio de una carrocería metálica. Esto implica a una estructura pesada con un margen de mejora considerable. Para evitarlo, se desarrolló un diseño innovador para integrar insertos poliméricos con ranuras tipo C en paredes laterales de materiales compuesto. De esta forma, se pasa de una estructura totalmente metálica a una basada en un sistema multimaterial y, además, se evitan operaciones secundarias de unión tales como el remachado o el pegado. Así, se diseñó un demostrador bajo escenarios de carga realistas para el anclaje de un asiento y un pasajero. La <span id='cite-_Ref102146406'></span>[[#_Ref102146406|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 1</span>]]muestra un detalle de la pared lateral diseñada que incluye también el inserto de ranura en C.
+Actualmente, la carrocería de los vehículos ferroviarios se fabrica con materiales metálicos tradicionales por lo que, dadas las dimensiones, restricciones geométricas o el peso, este estudio se centra en la pared lateral de la carrocería de un vehículo ferroviario. El diseño actual incluye también diferentes insertos que son necesarios para anclar los asientos de los pasajeros, así como los paneles interiores o portaequipajes. Convencionalmente, las ranuras de estos insertos se extruyen directamente junto con los perfiles de aluminio de una carrocería metálica. Esto implica a una estructura pesada con un margen de mejora considerable. Para evitarlo, se desarrolló un diseño innovador para integrar insertos poliméricos con ranuras tipo C en paredes laterales de materiales compuesto. De esta forma, se pasa de una estructura totalmente metálica a una basada en un sistema multimaterial y, además, se evitan operaciones secundarias de unión tales como el remachado o el pegado. Así, se diseñó un demostrador bajo escenarios de carga realistas para el anclaje de un asiento y un pasajero. La <span id='cite-_Ref102146406'></span>[[#_Ref102146406|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 1</span>]] muestra un detalle de la pared lateral diseñada que incluye también el inserto de ranura en C.
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 <span style="text-align: center; font-size: 75%;">''Figura 3. Pasos de la fabricación del demostrador siguiendo un enfoque de integración media.''</span></div>
-El diseño de alta integración describe un proceso de fabricación que se realiza en una etapa. De ahí que toda la estructura se fabrique en un único proceso de infusión (co-curado). Este enfoque minimizará la cantidad de pasos lo que tienen implicaciones tanto en el coste como en la productividad del proceso (</span><span id='cite-_Ref102146460'></span>[[#_Ref102146460|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 4</span>]]<span style="text-align: center; font-size: 75%;">).</span>
+El diseño de alta integración describe un proceso de fabricación que se realiza en una etapa. De ahí que toda la estructura se fabrique en un único proceso de infusión (co-curado). Este enfoque minimizará la cantidad de pasos lo que tienen implicaciones tanto en el coste como en la productividad del proceso (<span id='cite-_Ref102146460'></span>[[#_Ref102146460|<span style="text-align: center; font-size: 75%;">Figura 4</span>]]<span style="text-align: center; font-size: 75%;">).</span>
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