Resumen de Diseño y construcción de un sistema portátil para curado automático de materiales compuestos
Andrés Marcelo Carranco Herrera
- español
La Fuerza Aérea Ecuatoriana (FAE), entidad líder a nivel nacional para el desarrollo aeroespacial, busca disminuir constantemente la dependencia tecnológica para el mantenimiento aeronáutico; y es en este punto que se vuelve necesario desarrollar todo tipo de herramientas tecnológicas que apoyen tareas de supervisión y mantenimiento. Una de las áreas prioritarias para la FAE es la de materiales compuestos empleados ampliamente en la fabricación de productos aeronáuticos; por ello, se plantea el diseño y la construcción de un sistema portátil para el curado automático de materiales compuestos, a fin de contribuir a la investigación, caracterización, manufactura y reparación de componentes aeronáuticos. Para alcanzar las mejores propiedades mecánicas que requiere un producto aeronáutico, a fin de que soporte las cargas a las que se verá sometido el material durante una operación de vuelo, es fundamental conseguir un buen desempeño del proceso de curado. Para el desarrollo del sistema, se utilizó una metodología conceptual con diversas alternativas de solución, orientando el esfuerzo a bosquejar, dimensionar el equipo y elegir el mejor concepto del producto. Una vez definido el concepto, se materializó el sistema precisando los subsistemas de control de vacío, que permite una redistribución de la matriz en las fibras de refuerzo del material compuesto durante el curado; el subsistema de tratamiento térmico se encarga de incrementar la temperatura del composite a fin de alcanzar las propiedades mecánicas necesarias. La automatización del proceso de curado de materiales compuestos genera óptimos resultados, y logra un equipo versátil, útil y robusto. Finalmente, al emplear el equipo para el propósito que fue diseñado, se evidencia la eficiencia que se tiene en el curado de materiales compuestos de manera automatizada frente a un curado manual a temperatura ambiente.
- português
A Força Aérea Equatoriana (FAE), entidade líder em nível nacional para o desenvolvimento aeroespacial, busca constantemente reduzir a dependência tecnológica para manutenção aeronáutica. Torna-se necessário então desenvolver todos os tipos de ferramentas tecnológicas que apoiem as tarefas de supervisão e manutenção. Uma das áreas prioritárias para a FAE é a de materiais compostos, amplamente utilizados na fabricação de produtos aeronáuticos. É por isso que se propõe o projeto e construção de um sistema portátil para a cura automática de materiais compostos para contribuir com a pesquisa, caracterização, fabricação e reparo de componentes aeronáuticos. Para atingir as melhores propriedades mecânicas exigidas por um produto aeronáutico, a fim de suportar as cargas a que o material será submetido durante uma operação de voo, é essencial obter um bom desempenho no processo de cura. Para o desenvolvimento do sistema, foi utilizada uma metodologia conceitual, propondo várias alternativas de solução, direcionando o esforço a esboçar e dimensionar o equipamento, e escolher o melhor conceito de produto. Uma vez definido o conceito, materializou-se o sistema especificando os subsistemas de controle de vácuo, que permitem uma redistribuição da matriz nas fibras de reforço do material composto durante a cura. O subsistema de tratamento térmico é responsável por aumentar a temperatura do composto para atingir as propriedades mecânicas necessárias. A automação do processo de cura de materiais compostos gera ótimos resultados, obtendo equipamentos versáteis, úteis e robustos. Por fim, ao utilizar o equipamento para a finalidade para a qual foi projetado, fica evidente a eficiência da cura de materiais compostos de forma automatizada, em relação à cura manual à temperatura ambiente.
- English
The Ecuadorian Air Force (EAF), a leading entity at the national level for aerospace development, constantly seeks to reduce technological dependence for aeronautical maintenance. It is at this point that it becomes necessary to develop all kinds of technological tools that support supervision and maintenance tasks. One of the priority areas for the FAE is composite materials widely used in the manufacture of aeronautical products. For this reason, the design and construction of a portable system for the automatic curing of composite materials is proposed to contribute to the research, characterization, manufacture and repair of aeronautical components. To achieve better mechanical properties required by an aeronautical product in order to withstand the loads to which the material will be subjected during a flight operation, it is essential to achieve good performance in the curing process. For the development of the system, a conceptual methodology was used, proposing various solution alternatives, directing the effort to sketch, size the equipment and choose the best product concept. Once the concept was defined, the system was materialized specifying the vacuum control subsystems that allow a redistribution of the matrix in the reinforcing fibers of the composite material during curing; the heat treatment subsystem is responsible for increasing the temperature of the composite in order to achieve the necessary mechanical properties. The automation of the curing process of composite materials generates optimal results, achieving versatile, useful and robust equipment. Finally, when using the equipment for the purpose for which it was designed, the efficiency of curing composite materials in an automated manner is evident compared to manual curing at room temperature.
