Uniones eficientes para obtener estructuras aeronáuticas de composites con altas prestaciones
El uso generalizado de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP) en la industria aeroespacial ha permitido reducir el peso de las aeronaves y, en consecuencia, ahorrar combustible y evitar emisiones. Si bien sus propiedades mecánicas en cuanto a la relación entre firmeza y peso son muy positivas, para aprovechar al completo los CFRP aún es necesario contar con sistemas de unión más eficaces que den lugar a estructuras tolerantes a los daños. Distintos componentes fundamentales de las aeronaves, como el fuselaje y las alas, cuentan con varias superficies de unión que obligan a transferir cargas con seguridad entre piezas de composites y mantener el peso y los costes lo más bajos posibles, una capacidad necesaria para mejorar la competitividad de la industria aeroespacial de la Unión Europea. En el marco del proyecto financiado con fondos europeos CERFAC (Cost effective reinforcement of fastener areas in composites), se crearon técnicas avanzadas de refuerzo para estructuras aeronáuticas primarias de composites. Los métodos de unión propuestos, innovadores y eficientes, conjugan varias formas de refuerzo con el fin de reducir el número de elementos de sujeción y, además, aumentar la capacidad de carga y la tolerancia a los daños de la estructura. Ello también representa un avance importante de cara a reducir el coste de fabricación. Los científicos trabajaron con los materiales compuestos más modernos teniendo tres aplicaciones en mente: cubrejuntas genéricos para el ensamblado de estructuras de pared fina, juntas avanzadas para su empleo en el montaje final de la estructura o el recubrimiento del fuselaje y laminados más gruesos o zonas agrandadas en piezas de pared fina para transferir cargas concentradas con mayor eficiencia y seguridad. Los nuevos tipos de unión, más ligeros y baratos, incrementan el ratio entre resistencia y coste y también la tolerancia a los daños de las zonas donde se encuentran los elementos de sujeción. Las soluciones de refuerzo avanzadas de CERFAC, aplicables a estructuras aeronáuticas de composites, mejoran el rendimiento y reducen la cantidad necesaria de sujeciones. De este modo se obtienen sistemas de fabricación y montaje rentables al proporcionar reducciones notables de peso, consumo de combustible y emisiones. Así, los costes de fabricación, montaje, inspección y mantenimiento de la industria aeronáutica se podrán reducir considerablemente.
Palabras clave
Uniones, material compuesto, estructuras aeronáuticas, sujeción, CERFAC
