LOS MATERIALES COMPUESTOS EN LA INDUSTRIA AERONÁUTICA.

16 de Noviembre 2016. Jorge Castillo - EiNA

¿Qué es un material compuesto?

� Material formado por dos o más constituyentes, de formaque las propiedades del conjunto sean superiores a las delos componentes por separado.

� Es un material artificial: fabricado por el hombre.

� No tiene reacción química entre los componentes.

¿Qué es un material compuesto?

� En el caso de la aeronáutica, el que fundamentalmente seusa es CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic. Matriz deEpoxy y refuerzo de fibra de carbono.

� Se presenta en forma de hilos simples, filamentos y cintasde diversas anchuras, que son depositadas en capas sobreun molde, con una orientación predeterminada en cada unade ellas.

¿Qué ventajas presentan?

� Alto ratio de resistencia/peso. Es una material muy fuerte ymuy ligero. Comparando con el acero, su resistencia esentre 2 y 8 veces superior con un peso 4 veces inferior.

� Alta resistencia a la fatiga mecánica.

� Alta resistencia a la corrosión. Vida útil larga.

� Alta flexibilidad, resistencia dieléctrica, estabilidaddimensional, etc.

¿Qué limitaciones tienen?

� Coste elevado.

� Procesos no totalmente automatizados todavía.

� Falta de tradición en su uso. Tanto en diseño como encálculo.

� Los mecanismos de daño son complejos. Reparaciones.

Razón para su uso en el sector aeronáutico.

� Reducción del peso de las aeronaves con lo que hay unconsumo claramente inferior de combustible y por lo tantoun menor impacto medioambiental.

Mercado aeroespacial.

� Uso intensivo de la fibra de carbono.

� La demanda de aviones es muy robusta.

� Se estima que se van a necesitar casi 30.000 avioneshasta el 2030.

� Airbus y Boeing tienen hoy un backlog de más de 6.000aviones cada uno y se encuentran en una carrera paraincrementar el ratio de entregas mensuales, que hoy esta enmás de 50 aviones al mes cada uno.

HAY QUE AUTOMATIZAR

PROCESOS

M Torres:

EiNA, ¿quiénes somos?

� Automatizadores de procesos desde 1997.

� Con fuerte actividad en I+D+i.

� Durante 15 años en el sector de la automoción.

� Actualmente en el aeronáutico, ferrocarril, eólico y naval.

Aplicación: Preparación superficial

La automatización de procesos de preparación superficial

presenta diversos problemas :

� Grandes dimensiones, grandes tolerancias y movimientos

de la pieza.

� Curvas y formas irregulares.

� Piezas con alto valor añadido.

� Hay que controlar y programar en todo momento la

presión aplicada y el ángulo de incidencia.

No es necesaria

precisión ni

posicionamient

o especial.

Útil de fijación

muy simple.

Lee la superficie

de la pieza en

tiempo real.

Envía ordenes al

robot

continuamente

para asegurar el

ángulo respecto

a la pieza.

Lleva el Sistema

de tracking a

bordo y

obedece sus

órdenes .

ROBOTS CON SENTIDO DEL

TACTO

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

�Los incidentes de colisiones menores en aviones sonsorprendentemente elevados:

� Choques contra pájaros.� Colisiones con vehículos de servicio.� Rayos.

�Se estima que un avión “en suelo” un día, deja de ingresar unos100.000 €

�La reparación de una pieza de una avión fabricada en composite esmanual y podríamos decir artesana.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Reparación en la actualidad.

�Hay que ir eliminando cada capa una a una,considerando:

� Tienen un espesor medio de 0,25 mm.� Una pieza puede tener entre 10 y 40 capas.� Cada capa tiene una orientación.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.

Orden de proceso: Posicionar el marco a la piezadañada mediante vacío.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.Orden de proceso:

Generar una imagen 3D de la zona dañada con el escáner laser dual.Eliminar la zona dañada, mecanizándola con un husillo y una fresa.Generar una nueva imagen 3D del volumen mecanizado.

Aplicación: Reparaciones de piezas en composites.Orden de proceso:

Cortar las capas de fibra de carbono con una cuchilla ultrasónica y ubicarorientadamente cada capa en el molde mecanizado anteriormente.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION!!!!