El instituto cuenta con las siguientes infraestructuras de investigación:
Procesado
Calandra (Exakt 80 E, Exact Technologies)
Equipo para el dispersado de cargas en matrices viscosas. Las fuerzas de cizalla para la ruptura de aglomerados se obtienen a través de tres rodillos de acero cromado que giran a velocidades diferentes y donde la distancia entre rodillos (mínimo 5 µm) y velocidades se controla electrónicamente. El equipo está equipado con un baño termostático que permite el control de temperatura en los rodillos entre -10 y 100 °C.
Linea de Pultrusión
para fabricar perfiles de materiales compuestos de matriz termoestable reforzadas con fibra de carbón, vidrio, aramida y otras fibras avanzadas. Los tejidos de fibras o mazos son conducidos a través de un molde que se compone de una cámara donde se realiza la impregnación con resina y de una zona calefactada posterior que tiene como objeto eliminar el exceso de resina, obtener la forma deseada y curar la resina. Los perfiles se fabrican de manera continua gracias a un sistema de tirado/extracción mediante prensas hidráulicas móviles.
Moldeo por Transferencia de Resina, RTM (Megaject MkV, Magnun Venus Plastech)
para fabricar componentes de materiales compuestos con acabado superficial, estabilidad dimensional y propiedades mecánicas excelentes mediante inyección a baja presión de polímeros termoestables en un molde metálico que contiene la preforma o tejido.
Prensa de Platos Calientes (LabPro 400, Fontijne Presses)
para consolidar paneles de laminados pre-impregnados de materiales compuestos o nanocompuestos reforzados con fibras aplicando simultáneamente presión (hasta 400 kN) y calor (hasta 400 ºC). Se pueden procesar tanto materiales compuestos de matriz termoestable como temoplástica.
Unidad de Electrospinning (NANON-01A, MECC)
para producir fieltros de nanofibras no tejidas así como conjuntos alineados de nanofibras en diferentes polímeros, cerámicos y materiales compuestos. Se pueden procesar fibras de diferentes formas (superficies lisas y porosas, estriadas, recubiertas) y orientaciones (paños no tejidos, alineadas y multicapas alineadas)..
Equipo de simulación física de procesado de aleaciones metálicas (GLEEBLE 3800, DSI)
para llevar a cabo simulación a escala de laboratorio procesos de colada y deformación en caliente (laminación, forja, extrusión) de una gran variedad de aleaciones metálicas (aceros, superaleaciones base Ni, aleaciones de Ti, Al, Mg, etc.) así como su caracterización termomecánica.
Más información
Análisis Microestructural
Microscopía de Fuerza Atómica (Park XE150)
para llevar a cabo caracterización de materiales a escala nanométrica, incluyendo microscopía de fuerza atómica con y sin contacto. Este equipo también permite realizar microscopía magnética, microscopía térmica, nanolitografía y medidas a alta temperatura hasta 250 ºC.
Microscopio Electrónico de Barrido, SEM (EVO MA15, Zeiss)
equipado con microanálisis químico EDS de la marca Oxford modelo INCA 330, con presión controlada (10 a 400 Pa) para la caracterización microestructural de muestras metálicas y no metálicas.
Laboratorio de Metalografía
para preparar muestras para su análisis microestructural. Este laboratorio cuenta con equipamiento para cortado, pulido y fresado químico, un microscopio óptico (Olympus BX-51) así como un sistema de análisis de imagen para metalografía cuantitativa.
Nanotomógrafo 3D de rayos-X asistido por ordenador (Nanotom, Phoenix)
para visualización tridimensional y análisis cuantitativo de detalles microestructurales de una amplia gama de materiales desde polvos metálicos y minerales hasta polímeros y biomateriales. El escáner combina una fuente de rayos-X de 160 kV para estudiar materiales de alta absorción junto a un nanofoco que proporciona una alta resolución (0.2-0.3 µm).
Instituto IMDEA Materiales ha firmado un convenio para la prestación de servicios de Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) con el Laboratorio de Microscopía Electrónica de Transmisión (LABMET) del departamento de Física de la Universidad Carlos III. EL LABMET dispone de un TEM FEI Tecnai 20 FEG con microanálisis de rayos X, STEM y HAADF y de diferentes equipos para la preparación de muestras de TEM.
Propiedades mecánicas
Análisis Mecano-Dinámico (Q800, TA Instruments)
Equipo para analizar el comportamiento elástico-viscoso de materiales, principalmente polímeros. El equipo trabaja en un rango de temperaturas de -150 – 600 °C, de frecuencias de 0.01 a 200 Hz y con una fuerza máxima de 18 N. Se dispone de las mordazas para llevar a cabo experimentos de dual/single cantilever, 3 point bend y tensión.
Sistema de Correlación Digital de Imágenes (Vic-3D, Correlated Solutions)
para obtener el campo total de desplazamientos mediante un sistema óptico de cámaras estereográficas. Las imágenes se comparan con las imágenes de la configuración de referencia y son utilizadas por el sistema experto para obtener el campo tridimensional de desplazamientos y las correspondientes deformaciones.
Nanoindentation system (TI950, Hysitron)
para llevar a cabo nanoindentación instrumentada, así como otros ensayos nanomecánicos como compresión de micropilares, en un gran abanico de materiales, incluyendo ensayos a temperaturas de hasta 500 ºC. Las capacidades técnicas incluyen nanoindentación con varios cabezales de carga optimizadas para distintas aplicaciones (máxima resolución de carga, 1 nN), medidas dinámicas, ensayos de rayado y desgaste y obtención de imágenes de SPM y mapas de módulo elástico con la propia punta de indentación.
Micromáquina de Ensayos Mecánicos (Kammrath and Weiss)
para observar la superficie de un espécimen sometido a carga en sistemas de microscopia tales como óptico, de barrido, haz de iones, barrido ultrasónico o de fuerza atómica. Se pueden realizar ensayos de tracción/compresión y resistencia a tracción de fibras individuales aplicando una carga máxima de 10kN y 1N respectivamente.
Máquina de ensayos universal electromecánica (Instron 3384)
para caracterizar las propiedades mecánicas de materiales, incluye dispositivos para realizar diferentes ensayos (tracción, compresión, flexión y fractura), células de carga entre 10 kN y 150 kN y extensómetros.
Cámara climática (Park XE150)
para llevar a cabo ensayos mecánicos tanto estáticos como dinámicos de distintos tipos de materiales y componentes incluyendo plásticos, elastómeros, textiles y compuestos en un rango de temperatura entre -150 y 600 °C.
Reómetro (AR2000EX, TA Instruments)
para determinar el comportamiento reológico y las propiedades viscoelásticas de fluidos, polímeros fundidos, sólidos y materiales reactivos (resinas) en un rango de temperaturas comprendido entre 25 ºC y 400 ºC.
Propiedades térmicas
Calorímetro de Cono Dual (Fire Testing Technology)
para estudiar el comportamiento de un polímero cuando se somete a una combustión forzada (simula las condiciones reales de un fuego); se determinan propiedades relevantes de resistencia al fuego en base a normativas ASTM/ISO, entre las que se incluyen el tiempo de ignición/encendido, el flujo crítico de calor desprendido (HRRs), el máximo de HRR, la pérdida de masa (MLRs), producción de humo, emisión de CO2 y CO, calor efectivo de combustión así como áreas específicas de extinción.
UL94 Cámara de Combustión Horizontal/Vertical (Fire Testing Technology)
amétodo común para ensayos a la llama, de uso extendido en la industria ya que se trata de una técnica estándar de inflamabilidad utilizada para seleccionar materiales de componentes electrónicos así como en otras aplicaciones de consumo. Se evalúa, siguiendo los estándares internacionales, la capacidad de una muestra de mantener la ignición (y propagación) en una configuración de llama ascendente (horizontal). Los ensayos que se pueden llevar a cabo con este equipo son: ensayo de combustión horizontal (UL94 HB); ensayo de combustión vertical (UL94 V-0, V-1, o V-2); ensayo de combustión vertical de materiales finos (VTM-0, VTM-1 o VTM-2); y ensayo de combustión horizontal de espumas (HF-1, HF-2 o HBF)..
(Limitante) Índice de Oxígeno (Fire Testing Technology)
para medir la inflamabilidad de un material evaluando la concentración mínima de oxígeno, en una atmósfera controlada de oxígeno/nitrógeno, para mantener la combustión de una probeta. Es una herramienta de uso común empleada en la caracterización y el control de calidad de las industrias del plástico y cables eléctricos además de haber sido especificado por grupos militares y de transporte.
DCalorímetro de Barrido Diferencial (Q200, TA Instruments))
para analizar las propiedades térmicas/transiciones de fase de diferentes materiales hasta 725 ºC. Equipado con tecnología Tzero, proporciona líneas bases reproducibles, mayor sensibilidad y resolución. También incorpora un sistema de refrigeración para trabajar a temperaturas comprendidas entre -40 y 400 ºC y rangos altos de enfriamiento de ~50 ºC/min.
Equipo de Análisis Termogravimétrico (Q50, TA Instruments)
para evaluar la estabilidad térmica y composición de materiales hasta una temperatura de 1000 ºC mediante el análisis de la variación del peso en un material en función de la temperatura (o tiempo) en atmósfera controlada.
Horno de alta temperatura (Nabertherm, RHTH 120/600/16)
para llevar a cabo tratamientos térmicos hasta temperaturas de 1600ºC en vacío o en atmósfera inerte.
Simulación
- Cluster de ordenadores de alto rendimiento (108 cores, AMD Opteron 2356, 2431 & 6238)
- Servidor de alto rendimiento (8 procesadores AMD 8222SE)
- Servidor de alto rendimiento (8 procesadores INTEL XEON X5450)
- Colaboración con instalaciones de supercomputación (Mare Nostrum)
- Paquetes de simulación estándar (Abaqus, LS-Dyna, ANSYS, etc.) así como códigos de desarrollo propio para modelización y simulación del comportamiento de materiales y estructuras