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FP7

HiTemComFil — Resultado resumido

Project ID: 619939
Financiado con arreglo a: FP7-JTI
País: Alemania

Compuestos aeronáuticos de alta calidad gracias a los ésteres cianato

Una nueva clase de polímeros termoendurecibles denominados ésteres cianato dota de gran estabilidad y resistencia a los componentes de las aeronaves sometidos a condiciones medioambientales muy variables.
Compuestos aeronáuticos de alta calidad gracias a los ésteres cianato
Los componentes de las unidades de refrigeración de las aeronaves están expuestos a condiciones extremas, con temperaturas que oscilan entre 0 y 240 grados centígrados. El proyecto HITEMCOMFIL (Manufacturing of high temperature composite parts for air cooling unit (e.g. cyanate ester / carbon fibres) by filament winding) se centró en la sustitución de aleaciones metálicas en una estructura de camisas —parte del conjunto del rotor— con ésteres cianato.

A diferencia de las resinas epoxi tradicionales, los ésteres cianato son resinas poliméricas termoestables muy sofisticadas, aptas para uso a altas temperaturas y con otras propiedades sumamente deseables. Tales materiales compuestos permiten reducir el peso de la estructura y conseguir altas velocidades de rotación a temperaturas elevadas.

La camisa es parte de un todo consistente en varios componentes hechos de distintos materiales, incluidos un núcleo de acero e imanes. El bajo coeficiente de expansión con la temperatura de los ésteres cianato debería limitar la expansión de la camisa y ayudar así a fijar los imanes en una posición definida, con lo que se consigue una separación magnética más constante y por consiguiente una mayor eficiencia del rotor.

El equipo investigador utilizó bobinado de filamentos para fabricar los compuestos estructurales, para lo cual tuvo en cuenta que esta resina plantea exigencias considerables en términos de absorción de humedad y control térmico durante el proceso. Se otorgó una importancia especial al modelado y la medición de las tensiones residuales que se crean en la camisa tras el proceso de bobinado. Además, el equipo adquirió un mayor conocimiento sobre el impacto de la pre-deformación de filamentos en las propiedades de las piezas terminadas.

Un análisis en profundidad de los procesos químicos y físicos durante el curado permitió minimizar el contenido de huecos casi un 80 %, lo que posibilitó la obtención de piezas compuestas de alta calidad con propiedades térmicas excelentes a altas temperaturas.

La utilización combinada de resinas de éster cianato y pre-deformación de filamentos en un único proceso permite que este método sea apto para la fabricación de diversos productos expuestos a cargas pesadas. Los ésteres cianato están siendo homologados para su utilización en vasijas de presión, líneas presurizadas, ruedas volantes y carcasas de motores, lo que permitirá al proyecto HITEMCOMFIL ampliar el rango de productos basados en ésteres cianato e introducir piezas compuestas en nuevas disciplinas distintas a la aeronáutica.

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Palabras clave

Aeronave, compuestos, ésteres cianato, polímeros termoendurecibles, HITEMCOMFIL, temperaturas elevadas
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