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Agosto de 2018 Página 1 de 2

6 tendencias que marcan el desarrollo de materiales compuestos

Por: Andrés Urbina, redactor técnico

La transición a energías renovables y la alta demanda en los sectores por aplicaciones de menor peso son punto de partida para pronosticar un mercado promisorio.

La globalización, el cambio climático, la transición hacia energías renovables y la alta demanda que existe en todos los sectores por tener aplicaciones de menor peso, manteniendo o mejorando propiedades mecánicas, son punto de partida para pronosticar un mercado promisorio para los materiales compuestos.

Todo lo anterior se resume en una frase formulada por un ejecutivo senior de la industria automotriz en Alemania: "Al final, el único parámetro técnico que importa es el costo", una conclusión importante para esta industria ya que si hablamos de la fabricación de una aeronave, cualquier beneficio va a traducirse en tiempos menores de operación de servicio y reducción de costos en mantenimiento [1].

Según la firma de investigación de mercado Lucintel, el mercado mundial de productos de materiales compuestos tiene pronosticado alcanzar los USD$113,2 billones para 2022 [2]. En este artículo estudiamos las tendencias que marcarán el desarrollo del mercado en los próximos años.

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Modelamiento y simulación: el avance en investigaciones en la ciencia e ingeniería de los materiales compuestos ha permitido establecer combinaciones casi infinitas de fibras, resinas, técnicas de procesamiento y orientación de fibras. Hacer pruebas físicas para encontrar la mezcla óptima puede generar costos irrealizables; por todo ello cobran cada vez más validez las herramientas computacionales, que permiten el análisis de la microestructura de un material inducida por un proceso de transformación, permitiendo obtener información de manera virtual y validar materiales compuestos de acuerdo a su aplicación específica.

El enlace entre las herramientas de simulación y los procesos de manufactura permite reducir la incertidumbre desde el diseño hasta el lanzamiento del producto, ya que se tiene una cuantificación de los resultados esperables en el material y en el producto desde el inicio del proyecto, pasando a pruebas de laboratorio y finalizando con corridas piloto e industriales. Solvay y Multimechanics cooperaron para desarrollar una solución computacional que, según sus desarrolladores, puede reducir tiempo y costos de desarrollo y certificación de nuevos materiales en un 40 % [3]. Los científicos de Solvay vieron en la simulación una herramienta que podría funcionar brindando las siguientes ventajas:

A. Entradas del proceso como fracción del volumen de fibra, orientación, efectos de la interfaz, ductilidad de la resina, variabilidad del material.

B. Cuantificación de proporción de material necesaria para definición apropiada y prueba de nuevos materiales.

C. Proporcionar una visión rápida del desempeño mecánico del compuesto de acuerdo a cambios en el material constituyente.

D. Retroalimentación corta de la determinación acertada del compuesto con base a la proporción del constituyente.

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Procesos automatizados y consolidación de piezas pequeñas: la industria aeroespacial ha estado focalizada en maquinaria de gran tamaño de colocación de cinta y fibras para el fuselaje de la aeronave; sin embargo, todas las piezas tienen gran cantidad de clips, soportes, remaches, marcos, largueros y otros componentes pequeños. Compañías innovadoras como Orbital ATK en Estados Unidos han desarrollado equipos automáticos para prensado de estos componentes a bajo costo. Simultáneamente muchas otras firmas en Europa y EE. UU. han introducido procesos de laminado rápido, con menor generación de residuos para estas piezas. Este tipo de soluciones es escalable no sólo al sector aeronáutico, sino también a la industria automotriz, ya que proporciona tiempos más cortos de prensado/moldeo/curado, obteniendo una reducción notable en el tiempo de ciclo de producto terminado y los costos.


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