Composites curvados al estilo de PUL-AERO
En la actualidad, los composites de polímeros y fibras de carbono son elementos estructurales importantes en las aeronaves, así que poder generar composites más ligeros, de mayor calidad y con menor coste sería un avance muy importante para el sector aeroespacial. El consorcio de PUL-AERO (High quality curved aerospace composites using pultrusion manufacturing), financiado por la Unión Europea, ha trabajado para conseguirlo gracias a un nuevo proceso de fabricación mediante pultrusión con el fin de fabricar el tipo de composites con formas curvas que el sector aeronáutico necesita. La pultrusión es un proceso de moldeado continuo en el cual las fibras de refuerzo se saturan con una resina polimérica en estado líquido y, a continuación, se estiran y conforman cuidadosamente a través de un molde caliente para formar piezas. «Por lo general, la pultrusión era un proceso que funcionaba de forma "empírica", pero durante los últimos diez años hemos trabajado para aportar mucha más ciencia a este proceso», explica el coordinador del proyecto PUL-AERO, John Hartley, de Exel Composites (Reino Unido). «El proyecto PUL-AERO trabaja en el desarrollo de tecnología adicional para satisfacer las estrictas exigencias de calidad del sector aeroespacial, como la de poder fabricar secciones curvas además de piezas rectas». El proyecto PUL-AERO, que cuenta con socios industriales del Reino Unido, Grecia, Israel y Francia, además de la Universidad de Cranfield (Reino Unido), ha diseñado una línea avanzada de fabricación mediante pultrusión. Utilizar la pultrusión para fabricar piezas curvas puede ser difícil, especialmente con las resinas epoxi adecuadas para aplicaciones aeroespaciales, que requieren un curado lento y un control minucioso de la temperatura. El proyecto trabajó en la modelización del proceso y construyó una plataforma de simulación comercial. Un aspecto importante de ella fue la modelización de la distorsión que se produce durante el proceso de pultrusión, ya que es crucial para diseñar piezas curvas. El diseño de la nueva línea de pultrusión también incluye nuevos equipos de inyección de la resina que funcionan con tasas de flujo reducidas e incluyen sistemas de sensores para monitorizar el flujo y la presión de las resinas. Un avance importante ha sido un sistema de aseguramiento de la calidad en línea y en tiempo real que se basa en llevar a cabo ensayos no destructivos (END) de los composites después de su formación. «Anteriormente, el cliente realizaba todas las pruebas de END sobre los perfiles fabricados, lo cual era muy costoso, en tiempo y dinero. Para nosotros, la idea es poder realizar las pruebas de END en línea, a medida que se fabrica el perfil. Todo son ventajas», asegura Hartley. Realizar las pruebas de este modo tiene el aliciente de que permite corregir y resolver los problemas inmediatamente. En palabras de Hartley, «no es necesario enviar los perfiles a miles de kilómetros de distancia para que los prueben y resulte que no son correctos. El hecho de poder determinar inmediatamente que hay un problema en la fabricación ahorra costes». Los socios del proyecto, tanto fabricantes como usuarios finales, han probado y verificado el proceso. Los métodos de fabricación actuales limitan el uso de composites de polímeros reforzados con fibras de carbono debido a la falta de automatización, los costes de capital en equipos, muy elevados, y la necesidad de disponer de trabajadores muy cualificados. El nuevo proceso de fabricación puede ayudar a aumentar su rentabilidad, a la vez que cumple las normas de calidad propias del sector aeroespacial. En la actualidad, la empresa líder en materiales compuestos Exel Composites está construyendo nuevas instalaciones destinadas al sector aeroespacial en las que habrá una nueva máquina de pultrusión con equipos y tecnologías desarrollados en el proyecto PUL-AERO. La producción a plena capacidad empezará a mediados de 2017.
Palabras clave
PUL-AERO, composites de polímero reforzado con fibras de carbono, composites para aplicaciones aeroespaciales, pultrusión, moldeado, composites curvados, ensayos no destructivos automatizados
