Menor uso de la autoclave para fabricar aeronaves
La reducción del impacto medioambiental del tráfico aéreo contribuye notablemente a minimizar el cambio climático, puesto que la industria aeroespacial mundial es enorme. El interés industrial se ha centrado inicialmente en el desarrollo de piezas nuevas empleando materiales compuestos de elevada resistencia y menor peso como alternativa a los metales. Un peso inferior reduce el consumo de combustible y las correspondientes emisiones. Una vez se han desarrollado componentes de altas prestaciones, la investigación se ha dirigido a la reducción simultánea de los costes de fabricación y del impacto medioambiental. Dentro del marco del proyecto «Industrialisation of out-of-autoclave manufacturing for integrated aerostructures» (IRIDA), financiado por la UE, se está explorando la viabilidad de una nueva tecnología de producción de compuestos de calidad adecuada para el sector aeroespacial que posibilite un menor consumo energético. Los procesos en autoclave emplean temperaturas y presiones elevadas para fabricar materiales compuestos, especialmente los basados en polímeros reforzados con fibra de carbono (PRFC). La novedosa tecnología FIBRETEMP constituye una técnica de fabricación fuera de autoclave (FA) en la que se calientan eléctricamente moldes grandes de materiales compuestos a través de sus refuerzos de fibra de carbono. Además de la distribución homogénea de temperatura y la disminución del tiempo de los ciclos del proceso (calentamiento y enfriamiento rápidos), FIBRETEMP aporta una mejor estabilidad dimensional, tanto del molde como de la pieza fabricada. Dentro del proyecto IRIDA se han investigado todos los aspectos del procesamiento de materiales compuestos para lograr una técnica fiable, exacta y repetible. Los investigadores han estudiado diversos materiales destinados a las herramientas de proceso para garantizar su durabilidad ante los ciclos repetitivos de calentamiento y enfriamiento. Sobre la base de lo aprendido han diseñado una herramienta de infusión de resinas líquidas en PRFC con características de autocalentamiento y un sistema integrado de enfriamiento. A continuación se ha simulado el proceso de infusión bajo distintas condiciones del flujo de las resinas. Finalmente, el equipo ha fabricado una barquilla de motor de avión —una pieza aeronáutica grande y compleja— empleando la tecnología FibreTemp. Los investigadores han demostrado la capacidad de la técnica de fabricación fuera de autoclave para producir componentes aeronáuticos complejos a partir de compuestos ligeros, utilizando un proceso mucho más eficiente desde el punto de vista energético. Si bien el proceso aplicado a este tipo de piezas requiere optimización, la comercialización de su uso para piezas de menor complejidad está cercana. Las tecnologías de monitorización del proceso, control, análisis, simulación e integración, desarrolladas a lo largo del proyecto, brindan la oportunidad de obtener un mejor aprovechamiento del sector productivo europeo y reforzar su posición. Cabe esperar que la necesidad de un transporte aéreo más ecológico y una competitividad siempre en aumento otorguen un recibimiento entusiasta a la tecnología IRIDA dentro del sector aeroespacial. Los transportes por vía terrestre y marítima son también candidatos a beneficiarse de la adopción de esta tecnología.
Palabras clave
Autoclave, aeronave, fabricación, piezas de materiales compuestos, composites, aeroestructuras, FibreTemp