Innovación en autopartes: De 100 horas de metalizado, a piezas plásticas con moldeo en solo 2 minutos

La costilla termoplástica desarrollada por KraussMaffei y NIAR reduce la fabricación de 100 h a 2 min y acerca a los eVTOL ligeros, rápidos y sostenibles a la producción en serie.

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Los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) aspiran a convertir el cielo urbano en una nueva red de transporte. El mercado de estas aeronaves pasará de 6 937 millones USD en 2021 a 30 519 millones USD en 2030, con una tasa anual del 18,3 %.

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Para fabricar cientos de unidades, la industria necesita procesos tan rápidos como los de la automoción. Ahí entra la costilla estructural termoplástica desarrollada por KraussMaffei y el Instituto Nacional de Investigación en Aviación (NIAR), capaz de pasar de 100 horas de mecanizado metálico a solo dos minutos de moldeo.

Cómo funciona FiberForm: la innovación de KraussMaffei

FiberForm combina dos etapas en una misma prensa: termoformado de una lámina de fibra continua impregnada en termoplástico (organo-sheet) y sobremoldeo por inyección. El resultado es una pieza ligera, resistente y lista para usar sin mecanizados adicionales, algo inviable con metales o composites termoestables que necesitan autoclave.

¿Cómo hacer este proceso?: Tres pasos y 120 segundos

1. Calentar: el organo-sheet se calienta hasta volverse maleable.

2. Formar: la prensa GXW 450 de 4 500 kN lo moldea con la geometría final.

3. Sobremoldear: se inyecta polímero fundido en las zonas que requieren refuerzos o uniones.

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Este flujo totalmente automatizado permite 40 piezas por hora y 3 000 veces menos tiempo que el mecanizado de un bloque de aluminio.

 Ventajas claras para la aviación y el medio ambiente

Ahorro de peso y consumo

Los composites termoplásticos pueden recortar hasta el 50 % del peso frente al metal y un 20 % respecto a los composites tradicionales, lo que se traduce en menos combustible y emisiones. Estudios de ingeniería estiman que un 25 % de reducción de masa supone millones de dólares en combustible por avión cada año.

Menos energía y más reciclaje

Al no requerir autoclave, la huella energética del proceso baja hasta un 80 %. Además, las piezas termoplásticas pueden reprocesarse al final de su vida útil, apoyando la economía circular que exige la regulación ambiental.

Costos competitivos

La pieza plástica es 20 % más ligera y hasta 50 % más barata que su homóloga metálica, como ya demostró el tapón de ventana («preighter») fabricado en 90 segundos en 2024.

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La costilla se desarrolló en el laboratorio ATLAS de NIAR sobre la prensa FiberForm, con el apoyo de Joby Aviation, Toyota, Victrex y Prospect dentro del programa «Manufacturing for Affordable Sustainable Composites» de la Fuerza Aérea de EE. UU.

El propio NIAR gestiona contratos de investigación por más de 300 millones USD y recibió 13,7 millones USD adicionales para composites avanzados en 2020.

La aviación: un campo de oportunidades para la industria plástica

Airbus y Boeing ya estudian producir hasta 100 aviones de pasillo único al mes gracias a plásticos de nueva generación y robótica de alta cadencia. Paralelamente, el mercado mundial de composites termoplásticos aeroespaciales crecerá de 6,16 mil millones USD en 2025 a 12,75 mil millones USD en 2034, según un informe de marketresearchfuture.com.

Pasar de autopartes a componentes aeronáuticos multiplica el margen para los transformadores de plástico, al tiempo que valida la capacidad del material para aplicaciones críticas.

Quedan por certificar fatiga, impacto y comportamiento térmico de estas piezas primarias. ATLAS y KraussMaffei ya arrancaron campañas de ensayo y planean una célula integrada de producción para finales de 2025.

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La costilla de dos minutos demuestra que, con la tecnología adecuada, el plástico puede reemplazar al metal incluso en las partes estructurales más exigentes. Si los ensayos y la certificación avanzan como se espera, los taxis aéreos del futuro despegarán con alas más ligeras, procesos más rápidos y, sobre todo, un fuerte sello de innovación plástica.