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Aplicaciones de impresión 3D orientadas a reducir los costes de mantenimiento, reparación y revisión en el sector aeronáutico

La fabricación aditiva (FA), también conocida como impresión en 3D, es un proceso sin herramientas para la fabricación de piezas de geometría compleja con un desperdicio mínimo de materiales. Mediante una iniciativa europea se introdujeron aplicaciones innovadoras de fabricación aditiva con metales para la reparación de elementos defectuosos y para la fabricación de repuestos a voluntad.
Aplicaciones de impresión 3D orientadas a reducir los costes de mantenimiento, reparación y revisión en el sector aeronáutico
La FA, que consiste en la adición secuencial de capas de material según las especificaciones de un archivo de diseño asistido por ordenador, ha progresado enormemente desde que se creó para la fabricación de pequeños lotes de piezas de diseño individualizado. El proyecto REPAIR (Future repair and maintenance for aerospace industry), financiado por la UE, se puso en marcha con el propósito de reducir los costes de mantenimiento, reparación y revisión (MRR) en la industria aeroespacial a través de la FA, con menos generación de residuos y plazos de entrega inferiores.

Se adaptaron algunos conceptos de monitorización de la condición y de gestión predictiva de la salud a piezas producidas mediante FA que son iniciadoras del proceso MRR; para ello se estimaron los valores de vida útil remanente de las piezas y se facilitó la programación basada en la demanda. En el ámbito del proyecto REPAIR se amplió un sistema existente de gestión del flujo de tareas MRR y se mejoró significativamente el software correspondiente integrando varios componentes informáticos nuevos. De esta manera, el proceso MRR queda respaldado en su totalidad por una arquitectura informática integrada que potencia su automatización y reduce los plazos de entrega y los costes.

Con el fin de adaptar la tecnología FA a los requisitos de la industria aeroespacial, los miembros del proyecto desarrollaron un método de reparación de grandes series empleando un dispositivo de anclaje diseñado ex profeso que permite reparar un número elevado de piezas metálicas idénticas e integra un sistema de aseguramiento de la calidad sobre el terreno. Se desarrolló asimismo una máquina de deposición directa de metal de cinco ejes en la que se integró el proceso aditivo con herramientas de barrido y fresado para reparar piezas de repuesto. El software de control acompañante permite un análisis semiautomatizado de defectos, el cálculo de capas tridimensionales y todas las operaciones de fabricación. Este sistema de cinco ejes habilita a la máquina para construir estructuras sobre superficies irregulares. De esta manera, las labores de los procesos previos y posteriores en piezas de repuesto averiadas se ven reducidas notablemente.

Con el propósito de poder suministrar piezas de alta calidad fabricadas mediante FA y aprovechar al máximo las posibilidades de esta tecnología, el equipo del proyecto REPAIR llevó a cabo una investigación exhaustiva sobre el ensayo de factores que afectan el acabado superficial, la exactitud y la calidad de las piezas y así poder determinar unos parámetros optimizados que garanticen su fiabilidad.

Entre otros, se definieron procedimientos de cualificación y de certificación que servirán como referencia a muchas iniciativas relacionadas. Se especificó un componente informático de garantía de calidad y se integró en la plataforma de gestión tecnológica.

Por último, los investigadores identificaron modelos de negocio nuevos tanto para el aprovechamiento de la técnica en su totalidad como de los componentes aislados y de los sistemas industriales desarrollados. El equipo del proyecto REPAIR preparó asimismo un itinerario para su desarrollo continuo.

La tecnología del proyecto REPAIR ofrece numerosas ventajas, entre ellas una reducción significativa del tiempo y coste de MRR, la generación de empleo, una reducción de residuos y del consumo energético y un aumento en la seguridad aeronáutica. La aplicación innovadora de la FA al mantenimiento y la reparación in situ es una idea que está lista para despegar.

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Temas

Transport

Palabras clave

Mantenimiento, reparación, fabricación aditiva, aeronave, industria aeroespacial, impresión 3D, mantenimiento predictivo, gestión de la cadena de suministro
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