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Modelo predictivo de la rugosidad y porosidad en aluminio Al3003-B14 y Al6063-T6 anodizado usando análisis multi-factorial
Autor
Vergara Guillén, Leonardo Eladio
Nerey, Luis
Guedez, Victor
Institución
Resumen
En esta investigación, se modela a partir de los parámetros del proceso, la rugosidad y la porosidad de los aluminios Al3003 y Al6063 anodizados. Para ello, se realizaron estudios de la rugosidad y la porosidad de la superficie anodizada, utilizando técnicas de análisis multifactorial. Se establecieron los siguientes niveles de los parámetros del proceso: temperatura [15°C, 25°C], tiempo [30min; 60min], concentración de electrolito [1,2M; 2M], densidad de corriente [1Amp/dm2, 3Amp/dm2], aluminio [Al3003, Al6063], y la deformación plástica [0%,10%,20%,30%] como variable de ruido. Se propuso un diseño fraccionado 27-2 mixto, con el cual se ejecutaron un total de 48 pruebas usando soluciones electrolíticas de ácido sulfúrico. La medición de rugosidad Ra se realizó con un rugosímetro MITUTOYO SJ-201P; y la porosidad se caracterizó mediante microscopia electrónica. A los resultados se les realizó un análisis de varianza (ANOVA), para determinar los factores significativos y la robustez de los efectos. Se encontraron resultados de rugosidad [µm] (0,45-3,28); y porosidad [poros] (410,72- 982,26). Finalmente, se muestran los modelos de predicción de cada una de las respuestas en función de los parámetros significativos, estas ecuaciones permitirán predecir la rugosidad, y la porosidad de la capa de óxido de acuerdo a los requerimientos del producto, por medio de la selección apropiada de los parámetros del proceso. In this research, roughness and porosity of anodized Al3003 and Al6063 aluminum are modeled based on the parameters of the process. For this, studies of the roughness and porosity of the anodized surface were made, using multi-factorial analysis techniques. The following levels were established for the parameters of the process: temperature [15°C, 25°C], time [30min; 60min], electrolyte concentration [1,2M; 2M], density flow [1Amp/dm2; 3Amp/dm2], aluminum [Al3003, Al6063], and the plastic deformation [0%, 10%, 20%, 30%] as a noise parameter. A mixed fractional design 27-2 was proposed, and with it, a total of 48 tests were performed using sulfuric acid electrolytic solutions. The measurement of roughness Ra was made with a MITUTOYO SJ-201P surface roughness tester; and electron microscopy was used to characterize the porosity. In order to determine the significant factors and the robustness of the effects in the results, variance analysis (ANOVA) was applied. Roughness [µm] (0,45-3,28) and porosity [pores] (410.72 - 969.52) results were found. Finally, the prediction models of each one of the answers in function to the significant parameters are shown, these equations will allow to predict the roughness and porosity of the oxide layer according to the product’s requirements, by the appropriate selection of the parameters of the process.