Construir las alas del mañana by National Composites CentreAeroExpo

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El NCC ha abierto sus puertas para demostrar lo que afirma es la capacidad de fabricación de compuestos más avanzada del mundo. Su última pieza central emplea robots que trabajan en lo que llama una Célula de Depósito de Alta Velocidad que puede colocar capas de compuestos de 5 m de ancho y hasta 20 m de largo en un solo movimiento. Según el NCC, la célula revolucionará la producción de alas de avión, reducirá el número de componentes individuales y aumentará la tasa de producción.

La gran escala de la célula de fabricación - que emplea la tecnología de automatización suministrada por Güdel, Coriolis y Loop Technology - los dos puentes tienen 7m de alto por 13m de ancho y corren a lo largo de una pista de 26m, posicionando dos enormes brazos robóticos con una precisión de 0,2mm.

Financiadas, en parte, por el Instituto de Tecnología Aeroespacial en colaboración con la Asociación de Empresas Locales y la Catapulta de Fabricación de Alto Valor, las tecnologías expuestas demuestran un ambicioso programa de inversión de 36,7 millones de libras esterlinas (iCAP) para ofrecer diez tecnologías digitales y equipos de ingenieros especializados, todos ellos trabajando bajo un mismo techo para construir un singular campo de pruebas de compuestos para la industria.

Uno de los principales proyectos del iCAP está vinculado al programa "Ala del mañana". Lanzado por Airbus, esta asociación involucra a un número de compañías como Spirit AeroSystems y GKN. Así que, ahora que hemos visto una demostración de cómo se conecta todo, ¿qué es lo que sigue para el NCC y se fabricarán en serio las piezas de producción?

"Puede parecer una célula a escala industrial, pero en realidad es la primera generación de células de deposición de alta tasa", comienza el jefe de tecnología del NCC, Enrique García. "Cuando empezamos a pensar en el diseño de la célula, queríamos que fuera realmente flexible. Aunque nos centramos en la ejecución del programa "Ala del Mañana", queremos asegurarnos de que más allá de esto, tenemos la flexibilidad y las oportunidades de trabajar en otros sectores también.

"Esperamos ganar una enorme cantidad de conocimientos - tanto de los procesos de fabricación como de las herramientas de diseño y simulación, pero también esperaría que cualquier OEM aeroespacial que lleve esta tecnología más lejos, especifique realmente una solución que se adapte más a sus necesidades. La fabricación de una cubierta de ala, por ejemplo, probablemente no requerirá tanto de la tecnología de "campanas y silbatos", es decir, la captura y registro de datos que el NCC puede proporcionar. En cambio, puede haber margen para desarrollar la próxima generación de efectores finales (cabezas) que son quizás un poco más capaces. Estamos desarrollando la tecnología principalmente, y cuando necesite entrar en producción, se convertirá en la segunda generación de la célula de producción. La NCC puede asumir este tipo de riesgos para ver si podemos hacerla realidad, hacerla viable y ponerla a disposición del mercado, y luego, esencialmente, buscar la manera de minimizar los riesgos para nuestros clientes al invertir en este tipo de tecnología"

"Ya veremos", dice García. "También ha habido mucho desarrollo en la construcción de alas metálicas tradicionales que realmente competirán con lo que estamos desarrollando aquí. La unión de las diferentes partes de las alas es algo que permanecerá, pero en términos de cómo los materiales compuestos competirán con su contraparte metálica tradicional, esperamos asegurarnos de que los compuestos sean su tecnología preferida para las alas.

"También estamos buscando soluciones de Fuera de Autoclave (OoA) - que es lo correcto para hacer frente a las demandas de muy alta tasa de producción, pero tal vez esta no es la tecnología adecuada para cada programa de aeronaves. Tal vez signifique que el uso de los compuestos más tradicionales y la forma en que se han fabricado hasta ahora podría resultar más viable. El aspecto realmente interesante de todo esto es que estamos desarrollando algo que desbloqueará tasas muy altas para los aviones de pasajeros de un solo pasillo. También estamos abriendo la oportunidad de usar esto más allá de los aviones de un solo pasillo desarrollando otro tipo de tecnología para elegir."

Me interesa saber cómo el trabajo del NCC está ayudando a que la industria se vuelva inteligente y se conecte a través de la conexión en red de los equipos y almacene eficazmente los datos del proceso de fabricación. ¿La digitalización y la automatización son también "artes oscuras" en el sentido de que los clientes no siempre entienden las ganancias a largo plazo y la recuperación de la inversión?

"Si realmente quieres aprovechar al máximo los compuestos, necesitas unir el diseño y la fabricación desde el principio. La ingeniería digital se trata de desmitificar y abrir realmente el uso de los compuestos a un público más amplio. Estamos tratando de asegurar que a través de la automatización, obtenemos la fiabilidad y a través de la ingeniería digital, capturamos el conocimiento de aquellas personas que poseen mucha experiencia. Se trata de capturar estos datos y traducirlos en herramientas que las personas con mucho menos conocimiento de compuestos puedan utilizar rápidamente.

"Queremos desarrollar estas tecnologías y herramientas digitales que le permitan - sin ser necesariamente un experto en compuestos - llegar a una respuesta que sea alrededor de un 80% correcta y entonces probablemente necesitará gente como los expertos en compuestos para ajustar ese 20% extra. Queremos asegurarnos de que los compuestos puedan ser utilizados más fácilmente. Creo que la ingeniería digital lo hará por nosotros. A través del uso de la ingeniería digital y las herramientas digitales, seremos capaces de digitalizar todo el conocimiento, obtener las respuestas más rápido y estar más seguros de que realmente estamos obteniendo las respuestas correctas"

"No estamos sugiriendo que la automatización completa de cada una de las piezas sea la respuesta correcta, sino llegar a un punto en el que podamos realizar un monitoreo en el proceso - incluso si es un layup manual y donde la tasa de producción es realmente baja. Veamos si es posible laminar - y aunque no lo sea - capturemos la mayor cantidad posible de datos correctos. Es extremadamente importante que logremos explicar adecuadamente lo que la automatización de la fabricación de compuestos puede hacer realmente. Incluso cuando la automatización no tiene sentido económicamente para un negocio técnico, todavía podemos usar la tecnología digital."

En la culminación del proyecto, García dice que al mirar hacia atrás, está realmente satisfecho de cómo el NCC ha madurado como organización. Establecer sus procesos y métodos, el reto de instalar y poner en marcha diez equipos, todo ello de forma simultánea, y al mismo tiempo producir piezas y llevar a cabo I+D para sus clientes no es ciertamente un logro insignificante.

"Una de las cosas que realmente disfruto de trabajar en el NCC es lo entusiasmado que está la gente aquí por traspasar los límites", concluye. "La madurez de todo el proceso y lo mucho que hemos aprendido es algo que probablemente esperaba, pero no hasta este punto. Lo que realmente me ha sorprendido es lo eficientes que fuimos en cuanto a la compra del equipo y el desarrollo del programa de capacidad.

"Sin embargo, no hay tiempo para relajarse. El programa iCAP está en marcha y estamos listos, ahora tenemos que cumplirlo. Tenemos que lidiar con el programa "Ala del Mañana", y este será uno de nuestros principales resultados. Todo lo que hemos hecho hasta ahora es preparar el equipo y adquirir el conocimiento de cómo usarlo. Ahora comienza la parte realmente desafiante"