Browsing by Author "Ramos Grez, Jorge"

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    A machine learning approach for the prediction of melting efficiency in wire arc additive manufacturing
    (2022) Barrionuevo, German O.; Sequeira-Almeida, Pedro M.; Rios, Sergio; Ramos Grez, Jorge; Williams, Stewart W.
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    Análisis multicriterio de la factibilidad de una central nuclear en Chile bajo la política energética 2050
    (2021) Fernández González, Claudio Antonio; Vergara Aimone, Julio; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En este trabajo se analiza la factibilidad de una central nuclear en Chile y su compatibilidad con las metas de generación eléctrica de la Política Energética 2050 considerando la incertidumbre asociada a la entrada de nuevas tecnologías renovables variables y el cambio climático. La metodología utilizada separa tres etapas: selección de escenarios, simulación de sistemas energéticos y análisis multicriterio de reactores nucleares de potencia. El punto de partida son los escenarios del Ministerio de Energía (2015) utilizados para validar la política, pero actualizados y reevaluados con datos al 2020. Además, se aborda el problema de selección de sitio para una central nuclear incorporada en el Sistema Eléctrico Nacional, tal que se propone la instalación en la Región de Antofagasta. Para estudiar el comportamiento del sistema energético la etapa de simulación incorpora modelos geográficos, climáticos, de redes, de mercados eléctricos, de eventos y de conversión de energía particulares para cada tecnología. La última etapa de análisis multicriterio incorpora la metodología MULTIMOORA para comparar y generar rankings de desempeño de seis alternativas de reactores. A partir de este trabajo se ha podido determinar que la factibilidad de la energía nuclear en el país está condicionada principalmente a las medidas de seguridad frente a los desastres naturales. Por otra parte, se identifica que hay reactores que son económicamente competitivos, que hay sitios aptos para la construcción de una central, y que la incorporación de energía nuclear permitiría desplazar carbón, lo que es compatible con las metas de la Política Energética. A partir de la comparación, se concluye que el reactor NuScale presentan el mejor desempeño. Sin embargo, la selección de un reactor apropiado para Chile dependerá de sí los fabricantes y el país que proporciona la tecnología mantienen las condiciones al momento de comercializarla. Finalmente, a partir de este estudio se evidencia que la planificación que valida la Política Energética, presentada en la Hoja de Ruta 2050 requiere ser revisada.
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    Applicability of LPBF for producing Cu-11Al-5Ni-4Fe wt.% with shape memory properties
    (2023) Guerra, C.; Ramos Grez, Jorge; La Fe-Perdomo, I; Castillo, A.; Walczak, M.
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    Asistencia de un haz láser como método de tratamiento térmico en un proceso de soldadura por fricción
    (2021) Mullo Casillas, José Luis; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El proceso de soldadura por fricción FW (Friction Welding), tiene gran aplicación en la soldadura de elementos que son utilizados en la industria del transporte, aeronáutica y espacial. Las uniones soldadas con este proceso han sido estudiadas evaluando sus propiedades mecánicas y caracterizando la microestructura, dichas uniones muestran resultados aceptables en comparación a los métodos de soldadura por fusión. Sin embargo, por un control inadecuado de los parámetros de soldadura, o incompatibilidades metalúrgicas se pueden generar compuestos intermetálicos, fases no deseadas o un crecimiento inadecuado del grano. Los defectos enunciados no han sido controlados totalmente, y a su vez, van a afectar la calidad de la junta soldada, limitando su aplicación futura. Los métodos alternativos de generación de calor como la asistencia de un haz láser en los procesos de soldadura por fricción son muy limitados y se enfocan solamente en los procesos de soldadura por fricción-agitación FSW (Friction stir welding) mostrando grandes beneficios. Por lo tanto, en esta investigación se realiza la asistencia de un haz láser en un tipo de proceso de soldadura de fricción denominado por accionamiento directo CDFW (Continuous drive friction welding), y se utiliza un proceso denominado LAFW (Laser assisted friction welding) desarrollado por el autor. En el proceso implementado se realizan uniones acero-aluminio, analizando las propiedades mecánicas respecto a las del material base sobre la base de un análisis estadístico. Las uniones soldadas son evaluadas por ensayos mecánicos de tracción, análisis metalográfico, microdureza, microscopía electrónica de barrido SEM (Scanning electron microscopy), espectroscopía de energía dispersiva EDS (Energy dispersive spectroscopy), espectroscopía de dispersión por longitud de onda WDS (Wavelength dispersive spectroscopy), difracción de rayos X (XRD) (X-ray diffraction analysis) y espectroscopía de emisión óptica por descarga luminiscente GDOES (Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy). Los resultados indican que este proceso es más eficiente que un proceso de soldadura por fricción convencional, determinando así un efecto favorable de la asistencia láser en los parámetros de soldadura y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas.
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    Bending of stainless steel thin sheets by a raster scanned low power CO2 laser
    (ELSEVIER SCIENCE SA, 2009) Vasquez Ojeda, Carlos; Ramos Grez, Jorge
    Laser forming of thin metal sheet plates using a low output power CO2 laser has been successfully performed using a mirror based scanning system. Graphite coated AISI 302 stainless steel plates, 0.3 mm thick, have been bent using a 60 W CO2 laser with a stepped scanning pattern, varying relevant parameters such as scanning pattern width, scanning step and traverse velocity. Due to the small thickness of the metal plates, the resultant bending mechanism is basically buckling, but with two important differences. Unlike traditional buckling mechanism it seems possible to predict the direction of the bending, which takes place towards the energy source. Secondly, a thermal gradient mechanism component apparently operates perpendicular to the traversing direction due to the high scanning speed of the laser beam along the scanning direction. Additionally, it has been found that when different scanning pattern widths are used, it is possible to change the turn radius of the bending corners, distributing the bending effect evenly across the scanning width, obtaining very smooth and round corners, more suitable from a mechanical resistance point of view, rather than traditional sharp corners. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.
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    Caracterización de las propiedades mecánicas superficiales de aceros dulces con aplicación de tratamiento superficial láser.
    (2010) Olivos Pérez, Ambrosio Carlos; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En esta investigación se estudian los parámetros del proceso de aleaciones superficiales con láser en base a polvo de cromo sobre aceros de bajo carbono. Se depositó material sobre las superficies de aceros dulces mediante proyección de polvos metalúrgicos consolidados con haz láser con la finalidad de obtener una capa de aleación Cr-Fe en la superficie del material base, con el objetivo de estudiar el efecto de los parámetros asociados al proceso y esperando aumentar la dureza superficial del sustrato. El desarrollo de este trabajo se inició con la puesta a punto de un equipo láser industrial. Posteriormente, se realizó el tratamiento de las muestras variando los siguientes parámetros: potencia y cantidad de polvo para una posición focal fija del haz láser y a velocidad de avance constante.
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    Caracterización de propiedades mecánicas de material particulado consolidado a través de un sistema de prototipado rápido experimental
    (2009) Zañartu Apara, Guillermo Jorge; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Se estudió el efecto que producen distintos factores sobre las propiedades mecánicas de piezas fabricadas mediante un dispositivo experimental de tipo 3D Printing el cual fue diseñado y construido para efectos de esta investigación en el departamento de ingeniería mecánica y metalúrgica, PUC. Este dispositivo se diferencia del común de las máquinas existentes debido a que genera las piezas de forma polar continua. Además, se realizó un diseño de experimento utilizando el método de Taguchi con el fin de determinar las distintas series de piezas a fabricar replicando cada una tres veces. Los factores involucrados en el procedimiento contemplaron el espesor de capa mediante el cual se hacen las piezas, el tipo de líquido que produce conglomeración del material particulado, la cantidad del mismo y la temperatura asociada al proceso. El dispositivo experimental fue capaz de fabricar todas las muestras necesarias para la posterior obtención de resultados y análisis de los mismos, obteniendo que el espesor de capa resultó ser la variable con mayor significancia en las propiedades obtenidas (dureza, fuerza a la fractura, porosidad y densidad aparente).
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    Caracterización de redes geométricas 3D destinadas a apoyar el diseño de soportes porosos para regeneración de tejidos óseos
    (2013) Hohf Vergara, Andrés Felipe; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Junto con la medicina, el área de la regeneración ósea avanza a pasos agigantados. La idea de un implante bio-compatible, reabsorbible y osteo-conductor ha ido creciendo desde la aparición de los cementos de fosfatos cálcicos hace más de dos décadas. Por otra parte, la fabricación por métodos de libre geometría (SFF) se han destacado por sobre otros gracias al gran control de la geometría y variedad de materiales disponibles. Así, los soportes 3D para injerto deben poseer tanto una micro-porosidad adecuada para la reproducción celular, como una macro-porosidad que permita que el material sea colonizado en su totalidad y reabsorbido por el medio biológico. Para la fabricación y calibración del soporte es importante controlar las características geométricas y mecánicas del implante, para lo cual la ingeniería cuenta con las mejores herramientas de diseño. Este trabajo propone indicadores para describir las características de estas redes porosas y las valida aplicándolas a un conjunto de cinco diseños diferentes, con la ayuda de herramientas de dibujo y de análisis por elementos finitos.
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    Caracterización experimental y numérica de flujos electro cinéticos para el mezclado de flujo por inestabilidad electrocinética (EKI) y detección de partículas por isotacoforesis (ITP)
    (2022) Chen, Daming; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La tecnología de los procesos de análisis y detección químicos y bioquímicos se está impulsando diariamente hacia la micro y nano escala, motivada principalmente para obtener resultados más rápidos y con el menor costo posible, para un proceso de diagnóstico más eficiente. El flujo electro - osmótico con efectos electrocinéticos es el método principal de manipulación de fluidos en dispositivos de análisis a microescala (laboratorio en un chip). Estos dispositivos microelectrocinéticos logran una funcionalidad innovadora mediante la aplicación de campos eléctricos externos en diversas aplicaciones de microfluidos, como inyección, separación, mezcla, análisis químico y bioquímico y detección de muestras. Este proyecto de tesis se centra en el estudio y caracterización de dos fenómenos electrocinéticos, la inestabilidad del flujo electrocinético (EKI) y el flujo de isotacoforesis (ITP), con aplicación a microescala. En el estudio se resolvió un conjunto de ecuaciones de leyes de conservación que incluyen: especies, momento y conservación de la corriente eléctrica. Debido a la naturaleza altamente no lineal de los problemas de ITP y EKI, el conjunto de ecuaciones completamente acopladas se resolvió bajo el esquema de discretización de elementos finitos de alto orden en un dominio computacional bidimensional para comprender mejor el mecanismo primario y el comportamiento de la electrocinética. Adicionalmente, se estudiaron y caracterizaron experimentalmente los fenómenos electrocinéticos para validar el modelo numérico y describir las propiedades fundamentales del fenómeno, como la viscosidad, el potencial zeta y la movilidad electroforética de la especie. Los resultados y aportes más destacados de este estudio son: se ha podido desarrollar y validar empleando resultados experimentales y numéricos el número gamma (γ), como parámetro para predecir la ocurrencia del EKI. Y en base a este número, fue posible diseñar un micro – mezclador, optimizando el proceso de mezclado obteniendo una mezcla que alcanza el 76% de homogeneidad en tan solo 5 segundos. Por otro lado, fue posible diseñar y simular un método para separar y detectar nanopartículas de TiO2 utilizando un microcanal. Cuyo tiempo de respuesta es cercano a los 3 minutos, lo que significa una reducción del 20% en los procesos de separación capilar. Finalmente, como propuesta de investigación futura, se pretende ampliar una nueva línea de investigación basada en los resultados de la investigación actual para desarrollar un micro dispositivo para la detección de otro tipo de partículas metálicas o no metálicas.
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    Caracterización mecánica de piezas impresas en LPBF por técnica de ultrasonido: análisis de la razón de Poisson
    (2024) López Norambuena, Maximiliano Fabrizzio; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La investigación se centra en la caracterización mecánica de piezas de SS316L impresas en 3D mediante LPBF (Laser Powder Bed Fusión), en particular, el análisis de la razón de Poisson a través de técnicas de ultrasonido. El objetivo es extender la aplicación de ondas ultrasónicas para medir tensiones residuales en probetas impresas en el rango elasto-plástico. Se realizaron ensayos de tracción, compresión y dureza, así como mediciones de densidad y tiempo de vuelo de ondas longitudinales y transversales, para evaluar las propiedades mecánicas y la razón de Poisson en diferentes condiciones. Los resultados muestran la influencia de la densidad, los parámetros de construcción y la orientación de las capas en la razón de Poisson, así como los cambios frente a esfuerzos y tratamientos térmicos. Finalmente, se propone un método para medir tensiones residuales en LPBF.
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    Caracterización sujeto-específica de las propiedades mecánicas del material óseo en fémur porcino
    (2009) Pérez Quintana, Luis Ignacio; Ramos Grez, Jorge; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La presente investigación consiste en la utilización y descripción de un proceso que permite caracterizar de manera particular (sujeto-específico) las propiedades mecánicas del tejido óseo, mediante la utilización de un examen médico de amplia difusión denominado tomografía axial computarizada (TAC). Mediante la información recolectada por el examen radiológico es posible generar un modelo computacional con propiedades de material variables en el espacio, que será utilizado para simular el comportamiento de un fémur porcino al ser sometido a un ensayo de flexión. Se analiza con especial atención el efecto del número de materiales definidos para el modelo computacional.
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    CNC control of a laser cutting machine
    (IEEE, 1994) Chiang Sánchez, Luciano Eduardo; Ramos Grez, Jorge
    This article describes the design and construction of a low power laser cutting machine with three degrees of freedom for applications such as wood, textile fabrics and the like. An available 10 Watt laser gun is used to provide the cutting mechanism. The results show that such a machine is feasible at a reasonable cost for applications where speed and repeatability are more important than high precision and power.<>
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