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Simulation Based Solutions for Industrial Manufacture of Large Infusion Composite Parts

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La ingeniería aeroespacial se beneficia del prototipado virtual

Un grupo de investigadores de la Unión Europea trabaja en una cadena de simulación para el sector aeroespacial. Empezando por el diseño, sirve para la fabricación de estructuras de gran escala con composites avanzados.

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Para fabricar estructuras y componentes a gran escala, el sector aeroespacial ha estado utilizando composites preimpregnados, tecnologías de tendido de cinta y curado en autoclave. La combinación de estas tecnologías permite dispersar uniformemente resinas reforzadas en un sistema de fibras bien controlado, lo cual garantiza la resistencia mecánica y la resistencia a la fatiga con un coste material elevado. Hasta la fecha, los científicos han estudiado métodos alternativos de fabricación basados en tecnologías de infusión de resinas líquidas (LRI), en las cuales se infunde resina solo después del ensamblado de los tejidos en seco. A pesar de que la LRI presenta muchas ventajas, incluida la del menor coste de materiales, para estructuras de grandes dimensiones se necesitan ciclos de «prueba y error» que requieren mucho tiempo. El proyecto «Simulation based solutions for industrial manufacture of large infusion composite parts» (INFUCOMP), financiado por la Unión Europea, pretendía resolver este problema. Con el fin de ayudar a lograr la fabricación de piezas de alta calidad con un coste menor, el equipo del proyecto ha construido soluciones de prototipado virtual de extremo a extremo, desde el diseño de las preformas hasta la fabricación. Se ha desarrollado un conjunto ambicioso de herramientas de ingeniería asistida por ordenador (CAE) sobre la base de las capacidades existentes de códigos de simulación de infusión. En particular, los investigadores de INFUCOMP han ampliado PAM-RTM, un software de simulación existente, para proporcionar una cadena de simulación de composites para LRI. Gracias a las herramientas de INFUCOMP, que abarcan predicciones sobre la modelización de tejidos, el envoltorio, el montaje, la infusión, los costes y el rendimiento final, se pueden evitar pruebas de prototipos costosas en tiempo y dinero. Las capacidades de las nuevas herramientas de CAE se han verificado sobre componentes representativos de aeronaves fabricados mediante tecnologías RTI utilizadas por cuatro socios industriales. El coste menor que se puede obtener en la fabricación de componentes de gran escala y alto rendimiento debería contribuir positivamente al aumento del uso de las tecnologías de LRI. Lo más interesante es que, aunque el proyecto INFUCOMP se haya centrado en las aplicaciones aeroespaciales, se espera que las nuevas herramientas de CAE sean de gran valor para otros sectores, como el de la ingeniería automotriz.

Palabras clave

Prototipado virtual, ingeniería aeroespacial, composites, resinas, infusión de resina líquida, prueba y error, pruebas, ingeniería asistida por ordenador, códigos de simulación, PAM-RTM, automoción

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