Proyectos ya iniciados
que continúan en 2022

El equipo de Definición de Producto ha completado la liberación de planos del demostrador de ala externa, paso que permitirá validar niveles de TRL6 en tecnologías de grada flexible desarrollada en Aciturri, así como tecnologías de consolidación in situ de termoplásticos desarrollada por la FIDAMC y de infusión de conjuntos integrados por parte de Airbus Defense & Space. Igualmente, Aciturri Assembly ha completado la transformación de la grada de montaje flexible del demostrador.

Las dificultades técnicas en otros socios de Clean Sky 2 han impedido comenzar el montaje del demostrador, pero desde Aciturri se ha continuado la actividad para validar técnicas de suplementado con uso de fabricación aditiva y de técnicas de taladrado manual con máquinas semiautomáticas que permitan taladrado y montaje en un solo paso.

FEINA es un proyecto que pretende desarrollar la tecnología WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) de fabricación aditiva con titanio que pudiese convertirse en una alternativa a las piezas de forja, así como en una alternativa a las preformas de piezas estructurales de titanio.

El proyecto queda prácticamente completado en 2022, con la ejecución de toda la batería de ensayos sobre probetas que barren todas las posibles combinaciones de procesos y tratamientos térmicos. De la interpretación de estos resultados se obtendrán conclusiones respecto al proceso de fabricación óptimo en esta tecnología y se establecerán las bases para un posible escalado para la fabricación de piezas con geometrías y requisitos reales.

En el marco del proyecto COPÉRNICO se han desarrollado los procesos necesarios para la fabricación de un herraje de HTP (Horizontal Tail Plane) mediante tecnología RTM (Resin Transfer Moulding).

Se han registrado avances relevantes para la reducción de costes de los procesos a través de la inyección de las piezas en un útil multicavidad, que permite la fabricación simultanea de varias unidades, y el ajuste de los procesos de corte de la fibra seca mediante láser, lo que permitiría construir las piezas a borde neto y evitar así el proceso de recanteado por CNC. Como parte final del proyecto, se está procediendo al montaje del herraje en una estructura que simula el cajón del HTP, con objeto de realizar ensayos estáticos y de fatiga que darán una indicación de los niveles de carga que el herraje es capaz de soportar y permitirán una comparación con los herrajes en vuelo actuales.

2022 ha sido un año muy relevante para Aciturri en este programa. Aprovechando el contexto de desarrollo de un demostrador para técnicas de fabricación novedosas (impulsadas por otros socios) desde el departamento de Definición de Producto (y en concreto la oficina de Cálculo) se ha desarrollado una primera herramienta generadora de modelos FEM de cajones de torsión. Este avance se enmarca en una actividad de impulso de herramientas digitales que permitan alcanzar poco a poco a un soporte multidisciplinar por parte de estas.

Dentro de DOMMINIO, en los próximos ejercicios, se ensayará un prototipo de concepto con el resto de socios del proyecto.

El proyecto ha completado su primera anualidad y ha iniciado la segunda en el marco del Programa Tecnológico Aeronáutico (PTA), convocatoria de 2021, que lidera Aciturri Engineering.

En la primera anualidad se ha abordado, en colaboración con Alestis, el diseño del proceso de fabricación en fibra seca e infusión de un cono de cola, integrando todos los elementos estructurales, tales como rigidizadores y cuadernas. También se han investigado procesos automáticos de fabricación de cuadernas de alta curvatura y revestimientos de esta misma sección del avión.

Por otro lado, se ha abordado el análisis de fabricabilidad de cuadernas de alta curvatura de la sección 19, mediante la automatización de la operación de laminado y el uso de press forming, dada la geometría que presentan estas cuadernas.

Así mismo se ha investigado la validación de la tecnología de inyección RTM para la fabricación de un dispositivo de punta de ala, con sus elementos de refuerzo integrados, mediante la definición del proceso de fabricación y la realización de los primeros ensayos de fabricabilidad, que tendrán continuación en la segunda anualidad.

En colaboración con CTME y CIDAUT, el equipo de Aciturri ha continuado este ejercicio con la investigación de los recubrimientos cerámicos sobre materiales compuestos, con el objetivo de conseguir mejoras de las funcionalidades de estos materiales, dentro de la línea regional (Castilla y León) de I+D en colaboración efectiva entre centros tecnológicos y empresas.

Además de la fabricación de las probetas de los distintos materiales seleccionados como sustratos base, se ha realizado la investigación de pre-tratamientos de dichos sustratos que preparen los laminados para la operación de proyección de recubrimiento cerámico. Se han estudiado distintos materiales como capa de anclaje, así como distintos materiales cerámicos, buscando el que mejores resultados proporcione frente a la resistencia a la erosión y temperatura. A partir de los ensayos realizados sobre estas primeras pruebas, se ha seleccionado la mejor combinación de material de anclaje y material de recubrimiento, teniendo en cuenta el material del sustrato base y se están realizando los ensayos complementarios, incluyendo ensayos de erosión, para validar la solución final seleccionada.

Engloba varias tecnologías relacionadas con los procesos de fabricación de materiales compuestos con matriz termoplástica, en lugar de las matrices termoestables, más habituales en la aeronáutica actual. Los termoplásticos mejoran algunas de las prestaciones de las resinas termoestables pero su fabricabilidad se ve perjudicada ya que necesitan temperaturas de proceso por encima de los 400ºC frente a los habituales 180ºC de temperatura de curado de algunas epoxi.

Durante 2022 se han fabricado rigidizadores en sección en omega mediante dos tecnologías: estampación y conformado en prensa. Esas primeras fabricaciones han permitido, en la segunda mitad del año, introducir más complejidad al desarrollo con la fabricación de un demostrador de una sección de larguero mediante encintado plano mediante AFP (Automated Fiber Placement) de termoplásticos y posterior conformado y consolidado en prensa de platos calientes. A su vez, en la actualidad se están afinando los procesos de encintado por AFP para revestimientos, en este caso con encintados sobre útil con curvaturas, que se consolidarán posteriormente en prensa.

Otra de las grandes ventajas que ofrecen los termoplásticos es que son soldables, lo que supone un ahorro significativo en tiempos y procesos de montaje. Es por esto que, durante 2022, también se han comenzado a estudiar los procesos de soldadura por conducción que se completarán en 2023 y se ampliarán a otros tipos de soldadura como la de inducción.

Aciturri ha comenzado las actividades que permitan fabricar grandes estructuras integradas en material compuesto para la nueva generación de aviones cero emisiones con elevados rates de producción. Así, se ha definido el diseño de un demostrador de cajón de torsión tanto para su fabricación con procesos de encintado automático como conformado en caliente, y para una solución que incorpore conformado mediante Glide Forming. Se han definido, diseñado y fabricado los distintos utillajes, tanto de conformado como de curado, que incorporan soluciones de compuesto con el objetivo de facilitar el proceso de fabricación de este tipo de estructuras.

En paralelo se está investigando en los límites tecnológicos de la tecnología Glide Forming para el conformado de cuadernas de alta curvatura, en particular de la sección 19, y que permita proporcionar una alternativa al proceso de conformado en caliente e incluso al proceso de conformado en prensa.