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La industria aeronáutica ha pasado al uso de materiales compuestos avanzados debido a sus propiedades de ligereza, resistencia y durabilidad. Junto con el aumento de la productividad y el rendimiento de las aeronaves, el uso de estos materiales avanzados hace que el diseño y la fabricación de estructuras y componentes de aeronaves rentables sean más desafiantes. Cumplir con estos desafíos conducirá a una reducción en el peso y el consumo de combustible, ciclos de fabricación más cortos y una mayor eficiencia energética en el ensamblaje de aeronaves.
Hoy en día, muchas piezas de aviones son compuestos impresos en 3D. La incorporación de nanotubos de carbono (CNT) durante el proceso de fabricación de componentes es muy adecuada para el flujo de trabajo general. Los sensores incorporados son ideales para componentes o procedimientos de aeronaves críticos y de alto valor. Para dichos componentes, la impresión 3D puede proporcionar un medio rentable para fabricar e incorporar paquetes de sensores integrados.
Los investigadores apoyados por el proyecto DOMMINIO están desarrollando sensores integrados que permiten el seguimiento en tiempo real de las aeronaves durante el vuelo. Las piezas impresas en 3D integradas con fibras CNT generan datos que luego se pueden usar para monitorear la pieza. Esto podría reducir los costos de ensamblaje y limitar la necesidad de usar muchos cables para conectar los sensores.
Mejor mantenimiento predictivo
"Los sensores se están diseñando para fabricarse con estas fibras, que son increíblemente ligeras en comparación con los materiales existentes y que además consumen muy poca energía", afirma el Dr. Moisés Zarzoso, asistente de investigación del socio del proyecto IMDEA Materials Institute, España, en un noticia publicada en "3DPrint.com". "También se pueden imprimir en 3D y, dado que son fibras CNT, se pueden incrustar fácilmente en un componente fabricado con fibra de carbono tradicional, que es un material muy común en la producción de aviones".
Un aspecto importante del proyecto es el uso de gemelos digitales. El Dr. Zarzoso explica:"Se llaman gemelos digitales porque son modelos digitales muy precisos que se actualizan durante todo el ciclo de vida, replicando la parte o componente físico dentro de la aeronave en tiempo real. A través de su sensor integrado, la parte física es capaz de comunicarse directamente con los ingenieros en tierra.Si, por ejemplo, tuvo un impacto durante el vuelo de granizo, ese sensor registraría la información relacionada con cualquier posible daño a la pieza y luego la enviaría automáticamente a su gemelo digital. información, las simulaciones que estamos desarrollando podrán analizar el riesgo que un potencial impacto podría inducir en la integridad estructural del componente, y determinar su vida útil remanente.”
Los sensores de aviones impresos en 3D pueden ayudar a ahorrar costos de varias maneras. Estos incluyen intervalos de mantenimiento más precisos, marcar problemas antes de que causen retrasos en los vuelos y la verificación y el análisis de los componentes.
El proyecto DOMMINIO (Digital method for imprOved Manufacturing of next-generation MultifuNctIOnal airframe parts) está desarrollando una metodología digital novedosa para el diseño, fabricación y certificación de piezas de fuselaje multifuncionales e inteligentes. Finaliza en junio de 2024. + Explora más
