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Paris Air Show

CATEC y Airbus DS introducen la impresión 3D en la fabricación de estructuras para lanzadores

17/06/2015

(Infoespacial.com) Paris- El Centro Avanzado de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), en colaboración con Airbus Defense and Space, han producido varios componentes mediante la tecnología Additive Manufacturing, también llamada Impresión en 3D, que han sido probados y validados con éxito. Este hito representa un importante paso para la implantación real de esta tecnología en la fabricación de componentes y estructuras de vuelo en futuros vehículos lanzadores.

En concreto, el CATEC y Airbus DS, auspiciados por la Agencia Espacial Europea (ESA), han realizado con éxito las pruebas de validación de un sistema de separación de bajo choque entre el lanzador Ariane 5 y las cargas de pago, denominado LPSS (Large Payload Separation System). Este sistema introduce varios componentes fabricados mediante la tecnología Additive Manufacturing en aleación de titanio de alta resistencia.

Este sistema se ha dado a conocer en el marco del salón aeronáutico de Le Bourget de París, en el que CATEC participa y mantiene una agenda de encuentros y contactos con empresas y entidades del sector para potenciar relaciones de colaboración tecnológica y en I+D.

CACEC y la división de Sistemas Espaciales de Airbus Defense and Space trabajan desde hace años en el desarrollo del proyecto FLPP ALM, que tiene como objetivo la investigación y potencial aplicación de los nuevos métodos de fabricación basados en Additive Manufacturing para su utilización en futuros lanzadores de la ESA. El objetivo es conseguir su implantación en vehículos de nueva generación como el Ariane 6, que podrían estar operativos en 2020.

En este proyecto, también se han producido importantes resultados, entre los que destaca la optimización estructural de un soporte de conectores umbilicales para el adaptador de carga útil (ACU) del lanzador europeo Vega. Estas nuevas aplicaciones pueden aportan un mayor rendimiento a través de la mejora en el diseño e ingeniería, utilizando los métodos de fabricación convencionales.

En concreto, los avances desarrollados por CATEC han permitido reducir la masa de este conector en un 62,9%, tras un proceso iterativo de optimización topológica. Mediante este proceso se ha logrado una reducción de 0,285 kg en el peso de la pieza, lo que se puede traducir en un ahorro de costes, en términos de carga de pago, de más de 5.000 euros por unidad.

El desarrollo de este tipo de técnicas y su aplicación en el ámbito aeroespacial colocan a CATEC a la vanguardia de la investigación en nuevas tecnologías de fabricación y le permite situarse como uno de los primeros centros europeos en desarrollar este tipo de procesos de producción para componentes de lanzadores espaciales.

El proyecto ha sido coordinado por Jorge Vilanova (AIRBUS DS) y Fernando Lasagni (CATEC), y un extenso equipo de ingenieros quienes han desarrollado, por parte de CATEC, las tareas de fabricación (Antonio Periñán y Santos Tudela), inspección (Carlos Galleguillos y Amadís Zorrilla), optimización topológica (Laura Berrocal), y por parte de AIRBUS, las tareas de diseño (Emilio Luaces) y ensayos de sistema (Álvaro Flores).

Nuevas tecnologías de fabricación

Los materiales y procesos de fabricación jugarán un papel clave para mejorar la fiabilidad y la reducción de costes en la nueva generación de lanzadores espaciales. La tecnología Additive Manufacturing está basada en la fabricación capa a capa de componentes. Los objetos son creados a través de un modelo 3D de diseño CAD, que es seccionado en capas de pequeño espesor con un sistema láser o de electrones que se encarga de fundir y unir el metal en estado de polvo. Todo esto sin realizar tarea de mecanizado alguna durante el proceso de fabricación.

Esta tecnología se puede implementar en el ciclo integral de vida de un producto y cuenta con grandes ventajas frente a otros procesos de mecanizado convencional, como las posibilidades que ofrece para fabricar piezas de geometrías muy complejas, imposibles de realizar por otros métodos convencionales, con una funcionalidad mejorada y propiedades mecánicas comparables a las de las aleaciones producidas por otras tecnologías actualmente en uso.

Otras de las ventajas del uso de esta tecnología son la eficiencia y optimización de recursos, al utilizarse sólo el material estrictamente necesario en el proceso de fabricación; el ahorro sustancial en el peso de las piezas –aspecto fundamental en el ámbito espacial-; el desarrollo de nuevos materiales de fabricación o la posibilidad de hacer modificaciones sobre el diseño de los componentes y su aplicación inmediata a la producción (con el consiguiente ahorro de tiempo y coste).

Foto: CATEC

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