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Investigadores/as Institucionales

CardeÑa Diaz, AndreaAutor o CoautorSancho, RafaelAutor o CoautorGalvez, FranciscoAutor o CoautorBarba, DanielAutor (correspondencia)

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11 de septiembre de 2025
Publicaciones
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Artículo
Hybrid Gold

Multiscale study of the dynamic behaviour of additively manufactured Ti6Al4V cellular metamaterials

Publicado en: INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING. 202 105294- - 2025-08-25 202(), DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2025.105294

Autores:

Cardena, Andrea; Sancho, Rafael; Galvez, Francisco; Perosanz, Sergio; Barba, Daniel
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Afiliaciones

Univ Politecn Madrid, ETS Ingn Aeronaut & Espacio, Plaza Cardenal Cisneros 3 - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETS Ingn Aeronaut & Espacio, Plaza Cardenal Cisneros 3, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETSI Caminos Canales & Puertos, Dept Ciencia Mat, C Pf Aranguren 3 - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETSI Caminos Canales & Puertos, Dept Ciencia Mat, C Pf Aranguren 3, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Additive manufacturing (AM) enables the creation of complex geometries like lattices with tunable mechanical behaviour. This technique is frequently used in a diverse range of alloy systems, including steels, nickel- based superalloys, titanium and aluminium alloys, among others. These materials, combined with intricate designs, are leading to innovative metamaterials for lightweight, energy-efficient components in impact applications. However, gaps remain in understanding the connection between the lattice architecture, the resulting microstructure and processing defects and the mechanical behaviour under dynamic conditions of these cellular materials. . This study investigates the dynamic behaviour of Ti6Al4V BCC lattice structures manufactured by Laser Powder Bed Fusion (LPBF), using a multiscale approach to examine both individual struts and whole lattice structures under high strain rates. The Split Hopkinson Pressure Bar and Direct Impact Hopkinson Pressure Bar are used for dynamic testing, while design variables such as printing orientation and strut diameter are considered. Additional analyses on surface quality, microstructure, and fractography are conducted to correlate with the mechanical performance. Results show that the mechanical properties of individual struts are both dependent on the diameter and orientation, especially the former. Struts with larger diameters exhibit higher ductility, while mid-size struts (1 mm diameter) present the higher peak flow stress. For the lattice structures, the dynamic plastic/crushing stress, the energy absorption and the failure modes are influenced strongly by strut diameter, with a minor impact from printing orientation. Lattices formed by struts with larger diameters exhibit higher plastic/crushing effective stresses, but the optimal energy absorption efficiency is achieved with smaller diameters due to densification. These findings highlight the importance of considering size and orientation in the design of lattice structures for dynamic applications.
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Palabras clave

Additive manufacturingAluminum foamBars (metal)Bending momentsCrystal latticesDefectsDynamic behaviorsDynamic mechanical propertiesDynamic mechanical propertyEnergy-absorptionHydroelasticityLarge diameterLaser powder bed fusionLaser powdersLatticeLattice structuresMechanical behaviorMechanical-propertiesMetamaterialsMicrostructureNickel alloysOrientationPowder bedStrain rateStrain-rateStrengthStrutsTi-6al-4vTi-6al-4v alloysTi6al4vTitanium alloys

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista INTERNATIONAL JOURNAL OF IMPACT ENGINEERING debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 15/171, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Mechanics.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-27:

  • WoS: 3
  • Scopus: 3
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-27:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 11.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 11 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/90524/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 116
  • Descargas: 100
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Cardeña, A) y Último Autor (Barba, D).

los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido BARBA CANCHO, DANIEL y Barba, D.

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Reconocimientos ligados al ítem

Grant PID2020-116440RA-I00 funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033. Grant PRE2021-097388 funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033 and by ESF+. Grant EQC2019-006491-P funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033 and by ERDF A way of making Europe.
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