CONFERENCIA. El proceso de fabricación de Moldeo por Transferencia de Resina (RTM) y sus aplicaciones en la Industria Aeronáutica

Transcripción

1 CONFERENCIA El proceso de fabricación de Moldeo por Transferencia de Resina (RTM) y sus aplicaciones en la Industria Aeronáutica Dr. Alfredo Sanz Lobera E.T.S. Ingeniería Aeronáutica y del Espacio Universidad Politécnica de Madrid Ciclo de Conferencias del Departamento de Ingeniería Civil, de Materiales y Fabricación UNIVERSIDAD DE MÁLAGA

2 ÍNDICE Materiales compuestos en la Industria Aeronáutica Procesos de fabricación más frecuentes Moldeo por Transferencia de Resina (RTM) Preforma Resina Molde Inyección Algunos Ejemplos

3 MATERIALES COMPUESTOS EN LA INDUSTRIA AERONÁUTICA

4 MATERIALES EN INGENIERÍA Materiales Metales Polímeros Cerámicos Compuestos Férricos No férricos Amorfos Termoplásticos Termoestables Elastómeros Óxidos Polímeros reforzados Aceros Aluminio Acrílicos Epoxis Caucho Carburos Matriz Metálica Aceros Inoxidables Titanio ABS Polimidas Siliconas Vidrios Matriz cerámica Fundición Cobre Nylon Fenólicos Poliuretano

5 MATERIAL COMPUESTO DEFINICIÓN Está formado por 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente. Presenta varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase. Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes

6 CLASIFICACIÓN Material Compuesto Reforzado con partículas Reforzado con fibra Estructural Partículas grandes Fibra continua Fibra discontinua Laminados Partículas dispersas Alineada Paneles Sandwich Aleatoria

7 MATERIALES EN EL A380

8 MATERIALES COMPUESTOS A380

9 EVOLUCIÓN USO MATERIALES COMPUESTOS

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12 PROCESOS DE FABRICACIÓN MÁS FRECUENTES EN LA IA

13 CONTACTO CON PREIMPREGNADOS (1) Se trabaja con un tejido (o cinta) preimpregnado con resina semicurada (PREPEG) El PREPEG se corta y se apila sobre un molde ó se deposita sobre el molde en forma de cinta Apilado manual Encintado automático (fiber placement)

14 CONTACTO CON PREIMPREGNADOS (II) El molde con el tejido se cubre con una bolsa de vacío El conjunto se introduce en el autoclave para la realización del ciclo de curado (2-14 bares)

15 CONTACTO CON PREIMPREGNADOS (III)

16 PROCESOS DE INYECCIÓN Consisten en la inyección resina líquida en el interior de un molde cerrado, en cuyo interior se ha colocado previamente la preforma de fibra Entrada de resina MOLDE Salida de resina PREFORMA

17 MOLDEO POR TRANSFERENCIA DE RESINA

18 ESQUEMA DE PROCESO RTM PREFORMA Salidas Sellante MOLDE Sellante Entrada(s) Vacío Presión RESINA

19 APLICACIÓN AERONÁUTICA Y AEROESPACIAL Piezas ESTRUCTURALES con solicitaciones TRIDIMENSIONALES CONDICIÓN Mínima Ideal Volumen de fibra > 50% > 70% Volumen de poros < 2% < 1%

20 PREFORMA Responsable del volumen de fibra Adaptabilidad al molde Impregnabilidad y fluencia de la resina Orientación fibras Injectex Tejido con adhesivo (Binder) Tejido con forma Tubular (Braiding) Cosido (Stitching)

21 RESINA Responsable del volumen de poros Viscosidad Pot-Life Propiedades fisicas: Modulo de tracción Alargamiento Higroscopía Epoxy

22 MOLDE Material Sellado Número y disposición entradas/salidas Desmoldeo Calentamiento: Ciclo de curado, control, registro

23 TRANSFERENCIA Presión, 0,5-1 bar Caudal Vacío: (volumen de poros) 5 mbar Temperatura: Viscosidad, Pot-life Estufa, Moldes autocalefactados Residuos

24 RTM vs PREPREGS CARACTERÍSTICA RTM Prepregs Cadencia productiva + - Cualificación mano de obra - + Piezas defectuosas - + Necesidad de control dimensional - + Incorporación de insertos + - Complejidad de preformas + - Coste de equipo y utillaje + - (no incluye autoclave) Complejidad de utillaje + -

25 ALGUNOS TRABAJOS DE RTM REALIZADOS EN EL LABORATORIO DE FABRICACIÓN AEROESPACIAL

26 Instalaciones del Laboratorio de Fabricación Aeroespacial

27 PUESTA A PUNTO DEL PROCESO RTM PRIMEROS DISEÑOS INYECCIÓN CURADO VALIDACIÓN

28 ANILLO ARIANE 5 MECANIZADO CN SECTOR 80 ANILLO COMPLETO

29 SOPORTES LHC-CERN ACELERADOR SOPORTES

30 ANILLOS MULTITALADRO UTILLAJE EXPERIMENTO ATLAS-LHC CERN ANILLO