Montaje de aeronaves: Gran potencial para la automatización

ViscoTec implementa el encapsulado de nido de abeja totalmente automatizado con rellenos de núcleo de 1 y 2 componentes de 3M

Trabajo manual extenso, inexacto y costoso, desperdicio total de material: Hasta ahora, muchos procesos en la construcción de aviones se han llevado a cabo manualmente o sólo de forma semiautomática. Esto incluye el relleno de estructuras hexagonales industriales, los llamados "panales de abeja", que son esenciales para el acondicionamiento interior. Constituyen el núcleo de los componentes de los sándwiches de uso común. Por un lado, los componentes de las aeronaves deben ser lo más ligeros posible, pero, por otro, deben cumplir los elevados requisitos de seguridad y estabilidad. Las aplicaciones interiores típicas de los panales de abejas incluyen paneles para el suelo, compartimentos para equipaje o revestimientos de paredes laterales y divisorias. Para el refuerzo estructural o para obtener uniones estables, los panales se rellenan con rellenos de núcleo o de borde. A los denominados "rellenos de núcleo" se les aplican estrictos requisitos, especialmente en lo que se refiere a la protección contra incendios. Y, por supuesto, deben ser lo más ligeras posible

Automatización: Oportunidad y desafío

Los expertos consideran que la industria aeroespacial es un sector clave para Alemania como un emplazamiento de alta tecnología, para el que también se prevé un crecimiento por encima de la media en los próximos años. Según la Bundesverband der Deutschen Industrie e.V., se esperan pedidos de más de 30.000 aviones en las próximas dos décadas. (https://bdi.eu/luftfahrt/). Lo más atractivo son los procesos de trabajo que ahorran tiempo y recursos en esta área, lo que aumenta el valor añadido. La competencia principal de ViscoTec Pumpen- und Dosiertechnik GmbH es la fabricación de componentes de dosificación para plantas de producción semiautomáticas y totalmente automatizadas. Por ello, la empresa ha llevado a cabo extensas pruebas junto con representantes de la División de Soluciones Automotrices y Aeroespaciales de 3M Deutschland GmbH. La atención se centró en el encapsulado automatizado en nido de abeja con tecnología de dispensación ViscoTec y llenadoras de núcleos de 1 y 2 componentes de 3M. El material de 1 componente 3M™ Scotch-Weld™ EC-3450 FST, uno de los materiales con mayor cuota de mercado en esta área, y el material de 2 componentes 3M™ Scotch-Weld™ EC-3500-2 B/A fueron probados. Ambos materiales son resinas epoxi con una densidad entre 0,60 g/cm³ y 0,65 g/cm³ debido a la adición de perlas de vidrio huecas. Los requisitos para un proceso automatizado son altos: Los compuestos de relleno son muy sensibles al cizallamiento. Si las esferas huecas se destruyen en el sistema de dispensación, la densidad aumenta. Esto a su vez tiene una influencia directa en el peso de los componentes. El llenado de testigos también requiere la reproducción de una amplia variedad de formas y patrones: Líneas, círculos y superficies sólidas. Además, ambos materiales son muy viscosos.

Automatizado versus manual

Hasta ahora, un proceso de uso frecuente se llevaba a cabo de la siguiente manera: Un operario coloca una plantilla en el panal a rellenar y "amasa" la resina epoxi en los núcleos en los puntos apropiados a mano hasta que las formas individuales estén completamente rellenas. El material de 2 componentes EC-3500-2 B/A debe mezclarse con antelación. El operario pesa los componentes según la proporción de mezcla prescrita y luego los amasa a mano - hasta que los componentes están aparentemente bien mezclados. Un proceso muy complejo, con debilidades en términos de calidad consistente. En la configuración de prueba automatizada, la masa de relleno se retira de un cubo de 20 litros. Sin embargo, desde el punto de vista de la tecnología de dispensación, son posibles casi todos los tamaños de envases, desde un cartucho hasta bidones de 1000 litros. El material o los componentes individuales se transportan a través de una manguera al dispensador, que se monta en un robot o en un sistema de ejes. En el caso del material de 2 componentes, los componentes se mezclan homogéneamente en un mezclador a la salida del dispensador. Cualquier forma puede ser dispensada a través del sistema de manipulación correspondiente. ViscoTec ha desarrollado geometrías de toberas especiales para estos dosificadores que permiten un llenado limpio y completo de los panales. La combinación del movimiento automatizado y el diseño de boquillas individuales permite que los panales se llenen de acuerdo con cualquier patrón. Las microesferas huecas contenidas en el material de encapsulado, que ayudan a reducir la densidad, no se destruyen durante la dispensación de las bombas ViscoTec, gracias al principio de pistón sin fin, que no daña el material. Esto puede ser comprobado por las mediciones de densidad. En el transcurso de estas mediciones, la velocidad de dispensación fue variada y aumentada al máximo. De esta manera, se puede ilustrar la tensión máxima sobre el material en las bombas ViscoTec. Mientras tanto, se tomaron muestras de material de diferentes posiciones del sistema y se determinó su densidad con un picnómetro. La densidad medida siempre se mantuvo sin cambios.

En comparación con el procesamiento manual, el proceso automático con la tecnología de dosificación ViscoTec ofrece numerosas ventajas:

- El diseño individual de la boquilla permite reproducir una gran variedad de formas y patrones en los panales.

- El llenado se realiza con la máxima precisión y precisión de repetición.

- Se consigue un mínimo desperdicio de material.

- Las formas rellenas tienen una nitidez de borde muy alta.

- La producción de material es constante y libre de pulsaciones.

- Los núcleos de panal están completamente llenos.

- La baja densidad de los materiales sensibles al cizallamiento permanece completamente intacta.

Simon Widderich, Business Development Aerospace de ViscoTec, confirma la positiva colaboración con 3M: "Los resultados de nuestra serie de pruebas conjuntas son totalmente convincentes y muestran el enorme potencial de este proceso. Estamos encantados de poder ofrecer a nuestros clientes un sistema con el que pueden aumentar en gran medida la eficiencia de su producción".

Aquí puede encontrar el vídeo de las pruebas de dispensación: https://youtu.be/OrJGYkLudVo

Encontrará más información sobre ViscoTec y las aplicaciones de dispensación para la industria aeroespacial en: https://www.viscotec.de/en/industry-applications/aerospace/