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Advanced Thermoplastic Composite Manufacturing by In-Situ Consolidation: A Review

Publicado en:Journal Of Composites Science. 4 (4): - 2020-01-01 4(4), DOI: 10.3390/jcs4040149

Autores: Martin, Isabel; Saenz del Castillo, Diego; Fernandez, Antonio; Guemes, Alfredo;

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Resumen

This article provides an overview of the evolution of the in-situ consolidation (ISC) process over time. This evolution is intimately linked with the advancements in each of the steps of the ISC manufacturing process, is additive in nature, and is limited by the orthotropic nature of composite materials and the physicochemical behavior of the thermoplastic matrix. This review covers four key topics: (a) Thermal models-simulation tools are critical to understand a process with such large spatial gradients and fast changes. Heating systems once marked a turning point in the development of industrial ISC systems. Today, lasers are the most recent trend, and there are three key issues being studied: The absorption of energy of light by the material, the laser profile, and the laser focusing. Several approaches have been proposed for the distributed temperature measurements, given the strong temperature gradients. (b) Adhesion-this refers to two subsequent mechanisms. In the first place, the process of intimate contact is one by which two surfaces of thermoplastic pre-impregnated composite materials are brought into contact under pressure and temperature. This enables closure of the existing gaps between the two microscopic irregular surfaces. This process is then followed by the healing or diffusion of polymer molecules across the interface. (c) Crystallinity-mostly influenced by the cooling rate, and strongly affects the mechanical properties. (d) Degradation-this refers to the potential irreversible changes in the polymer structure caused by the high temperatures required for the process. Degradation can be avoided through adequate control of the process parameters. The end goal of the ISC manufacturing process is to achieve a high product quality with a high deposition rate through an industrial process competitive with the current manufacturing process for thermoset composites.

Palabras clave

Aircraft structuresAutomated fiber placementAutomatic laminationCarbon fibre/peek compositesCooling rate influencesHeat-transfer analysisIn-situ consolidationLaser assisted tape placementMatrix compositesMechanical-propertiesOnline consolidationResidual-stressesTape-placementThermal contact resistanceThermoplastic composites

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal Of Composites Science, Q4 Agencia Scopus (SJR), su enfoque regional y su especialización en Ceramics and Composites, le otorgan un reconocimiento lo suficientemente significativo en un nicho concreto del conocimiento científico a nivel internacional.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales de Scopus Elsevier, arroja un valor para la media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 3.6, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 9.34 (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-05, el siguiente número de citas:

  • WoS: 7
  • Scopus: 67
  • OpenCitations: 56

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 2025-06-05:

  • 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: 158.
  • 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: 152 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 4.4.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 5 (Altmetric).

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.

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: Último Autor (GUEMES GORDO, JESUS ALFREDO).