Los sistemas automatizados de colocación de capas de Airborne en Airbus, GKN Aerospace y Teijin Automotive Technologies tienen como objetivo maximizar la flexibilidad y la automatización inteligente.
El uso de materiales compuestos en la fabricación de vehículos y aviones está proliferando. Esto se debe a sus numerosos beneficios, como peso ligero, resistencia, durabilidad, resistencia a la corrosión y flexibilidad de diseño. A medida que la demanda de componentes compuestos en estas industrias continúa creciendo, también crece la necesidad de tecnologías de fabricación modulares, inteligentes, flexibles, de alta precisión y de alta velocidad para producirlos. La empresa de sistemas de fabricación de compuestos Airborne (La Haya, Países Bajos) se propuso abordar este problema creando un concepto llamado colocación automatizada de capas (APP).
APP es una tecnología de preformado modular, automatizada y operada robóticamente que maximiza el diseño de componentes compuestos y la libertad del material antes del procesamiento del moldeo por transferencia de resina (RTM). Representa la culminación de los avances en robótica, software inteligente y optimización de procesos.
"La aplicación permite a los ingenieros diseñar para obtener un rendimiento óptimo sin las limitaciones de la colocación manual, gracias a la alta precisión de la robótica y el software de automatización", explica Joe Summers, director general de Airborne UK. "La colocación automatizada de capas se inventó para mejorar la precisión, reducir el desperdicio y permitir el uso de compuestos en cualquier formato para producir en la fabricación automatizada".
Producción del Airbus Getafe A350
Airbus (Toulouse, Francia) emplea la APP de Airborne en su planta de producción de Getafe, España, para la fabricación automatizada de preformas para las vigas traseras del fuselaje de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) y el marco de las puertas de mantenimiento en lo que Airbus llama la sección 19 del fuselaje del A350XWB. El fuselaje trasero cuenta con un cañón de CFRP cocurado que mide 6 × 5 metros. Los soportes de la viga y el marco de la puerta están integrados como una única pieza RTM coinyectada, que une dos largueros, dos dinteles y cuatro secciones del marco, que miden 3 metros cuadrados.
Airborne enfrentó varios desafíos al desarrollar el sistema APP para satisfacer las necesidades de este programa. En primer lugar, el tamaño de las piezas era bastante grande. Así, Airborne adaptó la célula de Airbus para manipular preformas con un tamaño máximo de 3,5 metros. El proyecto también involucró varias formas de capas y múltiples materiales. La tecnología de software de programación automatizada que acompaña a Airborne se utilizó para abordar estos desafíos (consulte la sección “Programación automatizada, compuestos 4.0” más adelante en este artículo). Por último, la producción de preformas de fibra seca con este sistema con recogida y colocación automatizadas es una novedad para Airbus. Así, Airbus está en proceso de calificar la tecnología APP y la apoyará para asegurar el cumplimiento de los estándares de producción.
Desarrollo futuro de APP, aplicaciones
En cuanto al potencial futuro de APP, Kremers afirma: “El desarrollo de software es algo que hacemos constantemente para mejorar la velocidad y la solidez del sistema, especialmente porque los datos que recopilamos tienen un gran potencial para proporcionar más capacidad y rendimiento al cliente. Por ejemplo, ahora el sistema inspecciona cada capa antes de colocarla. Se puede prever que la precisión de las capas que se recogen directamente del cortador es bastante decente y el sistema sólo realiza una corrección mínima o ninguna. Si el sistema reconoce esta tendencia, podría omitir la inspección o reducir la frecuencia e inspeccionar, por ejemplo, sólo una de cada diez capas, mejorando el resultado”.
“Otro ejemplo puede ser que exista una dependencia particular del material”, continúa. “Algunos materiales son más difíciles de cortar y obtener bordes limpios que otros, y el sistema puede ver esto y brindar información sobre cómo configurar el cortador correctamente o cambiar las cuchillas de corte con más frecuencia o usar diferentes métodos de corte para otros. materiales”. Además, en el software se desarrolla la soldadura del material: si cambia la calidad o cantidad del aglutinante, el sistema puede reconocerlo potencialmente a partir de los datos de soldadura.
