Control dimensional de piezas en material compuesto

aeronáutica — Por Daniel Peñaloza el 23 Julio 2009 a las 6:40 pm

La aplicación de los materiales compuestos en aeronáutica, al igual que en otros sectores industriales, ha tomado una importancia relevante en los últimos años. Este tipo de materiales aportan numerosas ventajas y beneficios respecto a los tradicionales componentes metálicos, que a paridad de resistencia, tienen un peso muy superior. Los materiales compuestos aportan además una buena tolerancia a daños estructurales, una mayor estabilidad térmica y, por supuesto, una excelente resistencia a la corrosión.

Sin embargo, debido a la menor uniformidad respecto a los materiales metálicos, los materiales compuestos presentan algunos inconvenientes desde un punto de vista de precisión dimensional. Esto se debe a la propia naturaleza de los materiales, que están sujetos a deformaciones producidas por la propia estructura y por el proceso de fabricación, que puede causar expansiones térmicas no uniformes, tensiones residuales inducidas por el curado, etc.

La precisión geométrica de las piezas es un factor clave en la reducción de los costes de ensamblaje y la reducción de costes de no calidad y por este motivo los controles dimensionales no sólo se aplican al final del proceso de fabricación sino que existen medidas para asegurar que el propio proceso es capaz de generar piezas aceptables, tanto dimensionalmente como en términos de integridad estructural.

El caso ideal es aquel en el que el proceso de fabricación no genera ningún tipo de tensión residual que cause deformaciones, pero en la realidad esto es extremadamente complicado, por lo que se suele acudir a la modelización de las desviaciones para diseñar moldes capaces de producir piezas aceptables dimensionalmente.

En este sentido la realización de controles mediante máquinas de medición tridimensional es indispensable para optimizar el proceso de producción, sobretodo teniendo en cuenta que las piezas, luego del curado, deben pasar por el proceso de recanteado para obtener su geometría final.

Además, a diferencia que en otros campos, las piezas de vuelo deben ser controladas, validadas y aprobadas y para ello no es suficiente un control dimensional sino también estructural, en particular para las piezas en materiales compuestos. Es por ello que se utilizan técnicas de ensayos no destructivos, además de las mediciones dimensionales.

El principal ensayo no destructivo utilizado es el control por ultrasonidos, en sus diferentes variantes, incluyendo técnicas modernas que no requieren contacto para facilitar la inspección en lugares poco accesibles o en componentes montados, sin que ello perjudique la resolución y la precisión de las mediciones.

estructura de control

La creciente complejidad de las geometrías de las piezas hace que los controles dimensionales y estructurales convencionales no sean efectivos. Por este motivo se están implementando y a la vez investigando nuevas técnicas y tecnologías, como los rayos X y radiografías digitales para garantizar el cumplimiento de las tolerancias admitidas.

estructura de control

La industria española es reconocida a nivel internacional por su aportación al campo de los materiales compuestos, en particular la producción de componentes en fibra de carbono. Entre las principales empresas en este campo, además de AIRBUS, pueden citarse AERNNOVA, ICSA, SACESA o ARIES COMPLEX.

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