Nueva tecnología de unión para piezas de aeronaves

Para garantizar la integridad y el rendimiento mecánico fiable de reparaciones encoladas de composite, es esencial garantizar el curado fiable de la resina y la capa adhesiva. Hasta el momento se han utilizado mantas calefactoras convencionales con el fin de conducir calor hasta la zona de reparación utilizando uno o dos puntos para medir la temperatura. Aunque este método proporciona buenos resultados en reparaciones pequeñas, cuando es necesario calentar áreas mayores se observan con frecuencia grandes variaciones de temperatura que generan puntos fríos y calientes.

Gracias a la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Flexible conductive composite repair heaters» (CONDUCTOR), un grupo de científicos ha trabajado en el desarrollo de una nueva solución de calentamiento llamada calentamiento mediante piel conductora (CSH) con el fin de homogeneizar al máximo la distribución de la temperatura. Con este método se utilizan intensidades y tensiones menores que con mantas calefactoras. En consecuencia, las esteras de CSH deberían ser mucho más económicas y el riesgo eléctrico para los operadores y posibles dispositivos electrónicos periféricos debería ser notablemente menor. Además, puesto que este método permite calentar láminas muy delgadas, las esteras de CSH deberían ser muy flexibles y fáciles de adaptar a geometrías complejas en 3D.

Los científicos definieron los parámetros de diseño principales y las restricciones del proceso de reparación para preparar las especificaciones y el diseño global del nuevo sistema de CSH. A la hora de elegir un material adecuado para CSH que cumpla con los requisitos, procedieron con un material recubierto de metal y una lámina de metal expandido.

El uso de códigos disponibles de elementos finitos ayudó a simular el mecanismo de transferencia térmica en reparaciones de composites. Se modelizó un caso representativo de reparación para calcular las pérdidas de calor mediante conducción y convección, que son las causas principales de los fuertes gradientes de temperatura. Este estudio numérico ayudará a elegir el material de CSH adecuado.

Los científicos también empezaron a preparar el hardware del prototipo de CSH con todos los elementos incluidos. Este se utilizará para optimizar los parámetros de CSH y ajustar el algoritmo de control del calentamiento de forma acorde.

CONDUCTOR trabaja en la línea de los objetivos de Clean Sky en cuanto a soluciones ecológicas de reparación que garanticen el uso seguro y «ecolómico» a largo plazo de la estructura de las aeronaves. El proceso de reparación propuesto debería mejorar la fiabilidad y el rendimiento y, a la vez, minimizar el tiempo que las aeronaves deben permanecer en tierra para su reparación.