Hacia una industria aeronáutica más eficiente y ecológica.
La pandemia de Covid-19 afectó duramente a la industria aeronática. Un minuto la demanda de viajes aéreos era tan alta que los fabricantes de aviones no podían fabricar y entregar aviones lo suficientemente rápido; al siguiente, las compañías aéreas, los fabricantes de aviones y los proveedores vieron colapsar el negocio de la noche a la mañana a medida que el mundo entró en un confinamiento. Casi dos años después, la industria todavía se está recuperando y no se garantiza que alcanzara los niveles que había alcanzado antes. La industria aeronáutica también se enfrenta a otro desafío que tiene una influencia aún mayor en su futuro: La sostenibilidad.Motores más eficientes; materiales nuevos más ligeros pero más robustos: La transición de la industria aeronáutica a la sostenibilidad probará al máximo las capacidades de los fabricantes de aviones. Rachid M’Saoubi, experto en I+D en tecnología de corte del departamento de desarrollo de materiales y tecnología de Seco Tools, explica más.
La pandemia de Covid-19 afectó duramente a la industria aeronática. Un minuto la demanda de viajes aéreos era tan alta que los fabricantes de aviones no podían fabricar y entregar aviones lo suficientemente rápido; al siguiente, las compañías aéreas, los fabricantes de aviones y los proveedores vieron colapsar el negocio de la noche a la mañana a medida que el mundo entró en un confinamiento. Casi dos años después, la industria todavía se está recuperando y no se garantiza que alcanzara los niveles que había alcanzado antes.
La industria aeronáutica también se enfrenta a otro desafío que tiene una influencia aún mayor en su futuro: La sostenibilidad. En línea con los compromisos globales para la lucha contra el cambio climático, la industria aeronáutica se ha comprometido a ser neutral en carbono para 2050. ¿Cómo transformamos los aviones en una forma de transporte sostenible y sin emisiones de carbono?
En los próximos años, los nuevos aviones tendrán motores más eficientes que consisten en componentes más avanzados, hechos de materiales más ligeros pero más robustos para permitir una mejor combustión y flujo de aire. Las estructuras del fuselaje se fabricarán con composites mucho más ligeros o materiales como el litio-aluminio. Hoy en día, los componentes del tren de aterrizaje contienen cada vez más aleaciones de titanio más fuertes, como Ti-5553 o Ti-10-2-3.
Todos estos desarrollos probarán al máximo las capacidades de los fabricantes y sus proveedores porque tendrán que adaptarse a trabajar con materiales diferentes, más duros y más difíciles de mecanizar. También tendrán que asegurarse de que sean lo más productivos y rentables posible después de que el negocio se haya perdido por el Covid. Y, como siempre, tendrán que asegurarse de que los defectos sean mínimos, por lo que los aviones sean seguros para volar.
“Hoy en día, utilizamos mucho acero y otras aleaciones metálicas, como aluminio, titanio y níquel, y ciertos materiales tienen una alta densidad. Las aleaciones de acero se están sustituyendo por otros materiales, como las aleaciones avanzadas de titanio y las aleaciones avanzadas de aluminio, que tienen una mejor relación resistencia-peso. Porque si quiere ser más eficiente y sostenible en su consumo de combustible, también necesita reducir el peso de la estructura”.
La transición a estos materiales ya está en marcha. M’Saoubi estima que alrededor del 50% del peso de una estructura de aviones Boeing Dreamliner consiste en compuestos, por ejemplo, plásticos reforzados con fibra de carbono.
Los fabricantes de aeronaves sólo pueden hacer frente a los desafíos de los materiales más sostenibles y eficientes si sus proveedores también lo hacen. Seco Tools es un importante proveedor de soluciones de herramientas para el mecanizado de componentes de aeronaves. Tiene una oferta particularmente fuerte para pylons de avión , las conexiones entre el avión y su motor (enlace a otro componente) y los blisks, los discos en el compresor del motor que permiten suficiente aire comprimido para entrar en el motor para permitir la combustión.
“Diseñamos nuestras herramientas para que las superficies mecanizadas que entregamos al cliente satisfagan los requisitos de integridad de la superficie”, afirma Rachid M’Saoubi.
“Desarrollamos soluciones de herramientas de corte que minimizan el daño a la superficie mecanizada. Cuando se mecanice un disco de turbina de aleación a base de níquel, una carcasa de titanio o un álabe de titanio, el fabricante de motores de avión sólo aceptará nuestras herramientas y nuestra recomendación de corte después de un riguroso proceso de cualificación de seguridad”.
“Tradicionalmente, el mecanizado de un blisk significa eliminar mucho metal, y si parte del componente del blisk se ha dañado durante el proceso, suele haber un procedimiento de reparación de soldadura, que utiliza mucha energía y el siguiente mecanizado adaptativo para restaurar la lámina de aire del blisk”, añade.
Casi Net-Shape Manufacturing trata de conseguir que el componente se acerque lo más posible a su tamaño y peso finales en la fase inicial de mecanizado. Entre los ejemplos de ello se incluyen la fabricación de aditivos de arco de hilo, el uso de un proceso de soldadura por arco para 3D piezas de metal impresas, la fusión láser selectiva, el uso de una base de polvo con una fuente de calor para crear piezas de metal, y la deposición de energía dirigida, donde el material de alimentación en forma de polvo o alambre se entrega a un sustrato en el que una fuente de energía como el haz de láser, el haz de electrones, o el arco de plasma/eléctrico se enfoca simultáneamente - esto crea una pequeña cavidad de material fundido y deposita continuamente el material, capa por capa.
Todas estas nuevas tecnologías son capaces de reducir los residuos de materiales y reducir drásticamente los plazos de entrega de piezas de semanas a pocos días. El uso de fluidos de corte en el mecanizado está dando paso a métodos de mecanizado casi sin refrigerante, como ScCO2 (dióxido de carbono supercrítico), que elimina el riesgo de contaminantes y contribuye de nuevo a un enfoque más sostenible.
Se trata de una nueva era desafiante, pero Rachid M’Saoubi afirma que Seco Tools puede apoyar al sector aeronáutico a medida que se adapta.
“Hemos desarrollado una estrategia para hacer frente a estos desafíos, desde el tablero de dibujo hasta el producto final. Queremos poner al cliente en el centro del proceso y colaborar con los fabricantes y otros proveedores de tecnología en la cadena de suministro para encontrar formas de minimizar los rechazos y aumentar la productividad. Estamos bien preparados para el camino a seguir”.
