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Un sistema de herramienta inteligente optimiza los procedimientos de mecanizado de los ejes de motores de avión

Para reducir el impacto medioambiental del sector aeronáutico, se requiere desarrollar nuevas arquitecturas de motores a reacción con una mayor eficiencia. Con todo, esto exige cambios de calado en la configuración y el funcionamiento de los motores. Una iniciativa de la Unión Europea desarrolló un concepto de herramienta inteligente que resuelve este problema.

Transporte y movilidad

Uno de los principales cambios en la configuración y el funcionamiento de los motores consiste en incorporar una caja de cambios para desacoplar la rotación del ventilador y la turbina del motor a reacción, y al mismo tiempo reducir el diámetro del eje principal. Esto conllevaría nuevos requisitos para las turbinas con una mayor velocidad de rotación y una mayor densidad de par. Como resultado, se impondrían nuevas características relacionadas con el tamaño y la forma del eje principal de la turbina. Todas estas circunstancias plantearán nuevos retos para las tecnologías de fabricación existentes, especialmente para la geometría interna de ejes con forma de botella en el caso de ejes con una elevada relación longitud-diámetro. «Desarrollamos un sistema de herramienta inteligente, novedoso y de altas prestaciones para el mecanizado de los ejes de los motores del futuro con la precisión y la calidad necesarias», comenta Oscar Gonzalo, coordinador del proyecto financiado con fondos europeos BBT.

Un fino equilibrio entre el rendimiento y la complejidad de la herramienta

Los socios del proyecto desarrollaron una barra de mandrinar y los subsistemas de control, detección y movimiento relacionados parar facilitar la fabricación de ejes con forma de botella. En este sentido, seleccionaron tecnologías adecuadas para los subsistemas y para el diseño de la tecnología de barra de mandrinar. El equipo de BBT integró todos estos subsistemas diferentes en la barra de mandrinar antes de probar el concepto de herramienta. «Esto supuso un reto debido a la gran cantidad de subsistemas a integrar en el diseño del concepto de herramienta y al reducido espacio disponible», explica Gonzalo. Se están preparando solicitudes de patente para explotar comercialmente la barra de mandrinar y sus principales subsistemas. La barra de mandrinar mecaniza ejes huecos con forma de botella en motores a reacción para controlar mejor el proceso de fabricación y mejorar la calidad final de los componentes. El proceso de desarrollo de la herramienta incluye varios subsistemas que permiten realizar correctamente el mecanizado del eje e incorpora accionamientos electromecánicos para el movimiento. Además, cuenta con componentes inteligentes equipados con sensores que pueden utilizarse para controlar la vibración, el acabado superficial y la forma de las virutas de mecanizado. Gonzalo señala: «La integración de estos sistemas permitirá aumentar las capacidades de fabricación y optimizar los procesos, que ayudarán a desarrollar tecnologías de la industria 4.0».

Motores futuros ecológicos, eficientes y limpios

El sector aeronáutico afronta el reto de ofrecer un transporte ecológico, integrado e inteligente, tal y como establece el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea. La industria también tiene la tarea de reducir el CO2, las emisiones de gases y los niveles de ruido como parte de la visión de Europa para el sector de la aviación y de la Empresa Común Clean Sky 2, que cofinanció el proyecto BBT. Gonzalo concluye: «En último término, BBT reducirá el impacto medioambiental del transporte aéreo y los métodos de fabricación gracias al uso de motores de nueva generación». La barra de mandrinar inteligente permitirá la fabricación de ejes de turbinas con las especificaciones requeridas para los motores de aviones del futuro, lo que contribuirá a la mejora de la eficiencia del proceso. «Los usuarios finales lograrán un mayor rendimiento en sus procedimientos de fabricación, lo que conllevará una mayor eficiencia, un menor tiempo de entrega y un ahorro de costes».

Palabras clave

BBT, eje, motor, barra de mandrinar, eje del motor, eje de turbina, ejes con forma de botella

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