Los compuestos termoplásticos se están imponiendo como una de las tecnologías clave para las estructuras de la próxima generación de aviones. A diferencia de los compuestos termoestables tradicionales, que requieren largos ciclos de curado en autoclaves, los termoplásticos pueden calentarse, moldearse y enfriarse en ciclos mucho más cortos.
Esto permite fabricar piezas en minutos en lugar de horas, lo que facilita mayores tasas de producción y procesos de fabricación más automatizados. Además, las piezas termoplásticas pueden soldarse en lugar de ensamblarse exhaustivamente con elementos de fijación mecánicos, lo que ayuda a reducir la complejidad del ensamblaje y el peso.
Figure 1 Stamp-forming process for thermoplastics, from a 2D blank to a 3D part in minutes
Debido a estas ventajas, los compuestos termoplásticos están despertando un interés cada vez mayor en todo el sector aeroespacial, especialmente en los futuros programas de aeronaves, en los que la eficiencia industrial y el ritmo de producción cobrarán una importancia cada vez mayor.
Por este motivo, Aernnova está llevando a cabo actualmente varias actividades de I+D centradas en las tecnologías de fabricación de termoplásticos y su futura aplicación industrial.
Proyecto FUTURE: Tecnologías de fabricación automatizada
Uno de los principales avances de Aernnova en este campo ha sido el proyecto FUTURE, centrado en la creación de una cadena de fabricación integrada para estructuras aeronáuticas termoplásticas.
El proyecto combinó varias tecnologías, entre ellas la colocación automatizada de cintas, el calentamiento por infrarrojos, la consolidación mediante prensado en caliente, el conformado por estampado 3D y la soldadura ultrasónica continua. Se fabricaron prototipos aeronáuticos representativos fabricados con compuesto de fibra de carbono LM-PAEK, incluidas estructuras reforzadas con largueros soldados.
Figure 2 Rib manufactured by stamp-forming in an automated chain including layup and welding of stiffeners
Uno de los objetivos principales fue validar parámetros de fabricación como la temperatura, la presión y las condiciones de soldadura en condiciones industriales representativas. También se llevaron a cabo inspecciones dimensionales y ensayos no destructivos para verificar la calidad y la repetibilidad de las piezas.
Más allá de los propios prototipos, el proyecto ha contribuido a desarrollar conocimientos técnicos internos sobre tecnologías de fabricación automatizada de termoplásticos para futuras aplicaciones aeronáuticas.
Proyecto UPWING: un prototipo de borde de ataque termoplástico
Paralelamente al proyecto FUTURE, Aernnova también ha participado en el proyecto UPWING, dentro del marco de Clean Aviation.
El proyecto se centró en la fabricación de un prototipo de borde de ataque de 2 metros de longitud fabricado en termoplástico, utilizando tecnologías de fabricación sin autoclave. El proceso de fabricación combinó técnicas de calentamiento por infrarrojos y de conformado por estampado en caliente para dar forma a los laminados compuestos en ciclos de producción cortos.
Figure 3 Two meter-long thermoplastic Leading Edge with bonded stringers
Uno de los principales retos fue controlar las deformaciones durante el conformado. Para ello, se utilizaron simulaciones digitales y estrategias de compensación de herramientas antes de fabricar las piezas finales.
El proyecto también exploró conceptos avanzados de ensamblaje sin remaches y mediante unión adhesiva, integrando refuerzos termoplásticos y metálicos en la estructura. Se llevaron a cabo inspecciones dimensionales y ensayos no destructivos para validar los ensamblajes.
UPWING representa otro paso importante en el desarrollo de grandes estructuras aeronáuticas termoplásticas en Aernnova.
Preparación para futuros programas aeronáuticos
No se espera que los compuestos termoplásticos sustituyan a todas las tecnologías de compuestos existentes, pero están cobrando cada vez más relevancia en estructuras en las que el ritmo de producción y la eficiencia industrial son fundamentales.
Proyectos como FUTURE y UPWING permiten a Aernnova seguir desarrollando capacidades internas en fabricación automatizada, conformado de termoplásticos y soldadura estructural, al tiempo que adquiere experiencia con componentes aeronáuticos representativos y procesos a escala industrial.
Aunque aún persisten importantes retos de industrialización, estos proyectos están ayudando a Aernnova a desarrollar los conocimientos y las capacidades de fabricación necesarios para la próxima generación de aeroestructuras compuestas.



