Guía experta para soldar compuestos termoplásticos

A diferencia de los compuestos hechos con matriz termoestable, los termoplásticos (TPC) no requieren ni complejas reacciones químicas ni largos procesos de curado. Los preimpregnados termoplásticos no necesitan refrigeración, ofreciendo vida útil prácticamente infinita. Los polímeros usados en TPCs aeroespaciales —sulfuro de polifenileno (PPS), poliéterimida (PEI), poliéteretercetona (PEEK), poliétercetonecetona (PEKK) y poliarilcetona (PAEK)— ofrecen alta tolerancia a daño en piezas terminadas, así como resistencia a humedad y químicos y, por tanto, no se degradan en condiciones calientes/húmedas. Y pueden refundirse, prometiendo beneficios en reparación y reciclabilidad al final de vida. Pero quizás el mayor impulsor para el uso de TPCs en desarrollo de aeronaves es la capacidad de unir componentes mediante fusión/soldadura. Presenta una alternativa atractiva a los métodos convencionales —fijación mecánica y unión adhesiva— usados para unir piezas de compuestos termoestables (TSC).

Como se define en el ampliamente citado artículo, "Fusión/Unión por Soldadura de Compuestos Termoplásticos", de Ali Yousefpour, Consejo Nacional de Investigación de Canadá (Ottawa, ON, Canadá), "El proceso de fusión-implantación implica calentar y fundir el polímero en las superficies de unión de los componentes y luego presionar estas superficies juntas para solidificación y consolidación del polímero". El resultado es muy diferente de la unión termoestable.

"Estás creando una estructura unitaria, como un nervio soldado a una piel", explica Arnt Offringa, jefe de I+T de Aeroestructuras para GKN Fokker (Hoogeveen, Países Bajos). "Cuando se ve bajo un microscopio, ves solo polímero homogéneo, así que esto es diferente al pegado. No hay línea divisoria, no hay separación, no hay material de unión identificable como adhesivo. Solo hay un material, por eso usas el mismo polímero en ambos lados de la soldadura. Así, las autoridades aceptarán tal unión sin fijadores mecánicos". (Offringa usa la palabra "unión" aquí porque el resultado del proceso de soldadura no es una junta, sino una pieza sólida).

De hecho, tales estructuras TPC soldadas llevan décadas volando. Y aunque la soldadura resistiva y por inducción son los dos métodos más establecidos, otros, incluyendo soldadura ultrasónica, láser y por conducción, están siendo avanzados para uso con compuestos. El desarrollo de estos métodos continúa mientras los proponentes de la soldadura buscan la fiabilidad necesaria en software de simulación predictiva de proceso, mayor control en línea de variables de proceso de soldadura, y extensión de procesos de soldadura a producción de estructuras primarias de aeronaves.

Soldadura resistiva

Junto con KVE Composites Group (La Haya, Países Bajos), GKN Fokker es un líder reconocido en desarrollo de soldadura TPC (ver tour de CW por Fokker Aerostructures). "Empezamos con soldadura resistiva a principios de los 90", dice Offringa. "La elegancia de este método es que el calor se produce exactamente en la interfaz de soldadura". Corriente eléctrica, pasada a través de un elemento resistivo en la interfaz de soldadura, crea calor y funde el polímero termoplástico (Fig. 1). Sin embargo, este elemento resistivo —un metal o fibra de carbono (CF)— permanece en la pieza terminada. "Desarrollamos un método usando una malla metálica recubierta de PPS como elemento resistivo, y luego certificamos y volamos puertas de tren de aterrizaje principal CF/PPS soldadas resistivamente en el avión turbohélice Fokker 50 en 1998", dice Offringa. "Esto llevó a conversaciones con Airbus UK (Broughton, Chester, Reino Unido) y al desarrollo de bordes de ataque fijos de fibra de vidrio/PPS para aviones de fuselaje ancho A340/A350 y luego A380". GKN Fokker ha continuado su investigación en soldadura resistiva, enfocada principalmente en plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP).

La tecnología ha avanzado. Premium AEROTEC (Augsburg, Alemania) mostró un demostrador de mamparo trasero de presión Airbus (Toulouse, Francia) A320 en la Feria Aérea ILA Berlín 2018. El mamparo comprende ocho segmentos de tela de CF/PPS prensados y formados ensamblados vía soldadura resistiva. "Hemos estado usando soldadura resistiva por un tiempo", dice Dr. Michael Kupke, jefe del Centro para Tecnología de Producción Ligera (ZLP) para el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) en Augsburg. "Para el demostrador de Premium AEROTEC, extendimos la longitud de línea de soldadura a 1,5 m".

ZLP eligió un elemento resistivo hecho de fibra de carbono vs. malla de acero inoxidable legado. "Para soldadura por inducción, es difícil conseguir la temperatura y energía donde la quieres y no en otra parte de la pieza", afirma Kupke. "Para soldadura resistiva, esto se resuelve inherentemente, pero la desventaja, hasta ahora, ha sido que el resistor permanece en la pieza". Usar un resistor de fibra de carbono alivia esta desventaja.

El método básico, sin embargo, permanece igual. "Aplicas un voltaje y pones presión en ambas partes para obtener buena consolidación", añade. "Para piezas más pequeñas, el efectors final robótico aplica la presión, pero para piezas más grandes necesitarías un útil para proporcionar presión de sujeción". El útil para el mamparo trasero de presión A320 es un "puente de soldadura" de metal curvo construido por Premium AEROTEC (Fig. 2). Rota para posicionarse sobre cada una de las ocho líneas de soldadura y aplica la presión necesaria mediante 10 cilindros neumáticos en su interior.

Además de PPS, el equipo DLR ZLP de Kupke ha validado que este proceso también funciona para tela de fibra de carbono/PEEK. "Si puedes usar PEEK, puedes adaptar a PEKK, PAEK y PEI", añade. "Deberíamos poder soldar cinta UD también", también señala (los desafíos asociados con soldar cintas UD se explican abajo). Kupke dice que no hay límite al espesor de pieza siendo soldado, "podría ser 3 mm o 30 mm, pero hay que tener cuidado con la gestión térmica en la línea de soldadura".

Dice que el siguiente paso será desarrollar una gama de elementos resistivos de CF optimizados. "Solo hemos usado materiales estándar por ahora". Kupke señala que esto fue solo un demostrador, no un proceso industrial. "Para industrializar, lo haríamos un poco diferente. El proceso de soldadura para cada unión en el mamparo A320 tomó 4 minutos, sin embargo, solo 90 segundos de corriente de soldadura se aplicaron. El tiempo restante fue para calentamiento y enfriamiento del termoplástico PPS en la línea de soldadura. Con industrialización, creemos que el tiempo total sería más rápido y la soldadura seguiría tomando solo 60-90 segundos por unión de 1,5 m".

Soldadura por inducción

KVE comenzó a trabajar con soldadura por inducción a principios de los 2000. La técnica básica implica mover una bobina de inducción a lo largo de la línea de soldadura. La bobina induce corrientes de Foucault en el laminado CFRP intrínsecamente conductor, que generan calor y funden el termoplástico. "Empezamos con cupones de cizalla simple, siguiendo el enfoque de bloques de construcción, y progresamos a uniones en L, uniones en T, luego estructuras básicas y finalmente elevadores y timones", recuerda el director gerente de KVE, Harm van Engelen.

La empresa desarrolló simulaciones por computadora en paralelo. "La simulación te ayuda a predecir cuál será la temperatura en la superficie exterior y en la línea de soldadura", explica. "Necesitas concentrar calor en la línea de soldadura, pero no sobrecalentar secciones adyacentes. La superficie superior se calienta más rápido que la interfaz, así que tienes que deshacerte de ese calor". KVE patentó no solo la tecnología de gestión de calor y materiales de utillaje resultantes, sino también su enfoque basado en utillaje para mantener presión durante la soldadura, y su control robótico de la bobina de inducción y cabeza de soldadura, que desarrolló para 2005.

"Esto proporcionó una alternativa a la soldadura resistiva para CFRP que no requería un susceptor o tira de soldadura", dice Offringa de GKN Fokker. "Licenciamos la tecnología KVE e la implementamos en los elevadores y timón del Gulfstream G650, que vuelan desde 2008". KVE fue socio clave en el desarrollo e industrialización del proceso robótico de soldadura por inducción. Una técnica refinada de segunda generación se usa para los elevadores y timón del Dassault Falcon 5X. Van Engelen señala que la soldadura para el G650 fue automatizada pero completada en múltiples pasos. "Para el Dassault, se hace de una vez", añade. "Todas las piezas se colocan en las herramientas y luego dos elevadores y un timón se sueldan en un turno nocturno".

Para 2008, KVE había comenzado pruebas de cizalla simple (SLS) de cinta UD CF/PEKK y producía demostradores para el programa Thermoplastic Affordable Primary Aircraft Structure (TAPAS). Para 2010, había completado simulaciones 3D de laminados UD CF soldados por inducción con protección contra rayos (LSP) y había trabajado con laminados gruesos (≤5 mm para UD PEEK y PEKK, ≤15 mm para tela de fibra de carbono/PPS). KVE también había diseñado y construido un timón TPC para The Boeing Co. (Chicago, IL, EE. UU.) Phantom Eye UAV, que Boeing comenzó a producir en 2011. Para 2014, la empresa había producido demostradores UD CF/PEKK soldados por inducción y ahora está trabajando con múltiples OEMs y proveedores Tier 1 para ayudar a calificar esta tecnología para otras estructuras de aeronaves.

De tela a cinta UD

La soldadura por inducción es adecuada para tela de fibra de carbono, dice Offringa, "pero con cinta UD, hay un nuevo conjunto de desafíos para alcanzar velocidades de producción".

Como explica Dr. Michel van Tooren, director del Centro SmartState para Materiales y Estructuras Multifuncionales, parte del Centro McNair en la Universidad de Carolina del Sur (Columbia, SC, EE. UU.), "Para inducción en laminados CFRP, necesitas fibras en dos ángulos diferentes —preferiblemente ángulos lo más separados posible— para que se generen corrientes de Foucault". La orientación perpendicular de fibras 0° y 90° en tela tejida es ideal, permitiendo que se generen corrientes de Foucault en cada capa del laminado. Con apilados de laminado UD, sin embargo, es común tener capas a 45° intercaladas para que la diferencia de ángulo sea menor. "El mecanismo de calentamiento por corrientes de Foucault se ve afectado porque estas direcciones no son perpendiculares", añade Maarten Labordus, jefe de I+D en KVE. "Tampoco hay cruce de fibra distinto entre capas, simplemente se apilan. Así, necesitas más potencia para inducir corriente comparado con laminados de tela".

Sin embargo, añadir más potencia no hace más fácil gestionar el proceso de soldadura. Equilibrar potencia eléctrica y temperatura en la línea de soldadura no es directo porque el proceso de soldadura por inducción no solo cambia con la secuencia de apilado sino también con el espesor del laminado y la geometría de la pieza. "Así que miramos los parámetros de proceso y cómo se genera calor en los materiales", dice Sebastiaan Wijskamp, director técnico de TPRC. "Queremos tener directrices y herramientas de diseño para predecir el rendimiento de soldadura con antelación. Si quieres cambiar de tela a UD, ¿cómo puedes hacerlo rápido sin tener que pasar por un proceso de ensayo y error? Idealmente, simulaciones basadas en propiedades de conductividad eléctrica y térmica de fibras y polímeros, incluso para un cierto apilado, y también factorizando la geometría de la pieza, te permitirían diseñar tu proceso de soldadura por pieza. Estamos realizando investigación colaborativa con KVE y Michel van Tooren en el Centro McNair para desarrollar la comprensión fundamental para estas directrices y herramientas".

"Estamos cuantificando todos estos factores —UD vs. tela, secuencia de apilado, áreas de más resina y menos resina— y estableciendo su relación, luego lo añadimos de nuevo al modelo general de soldadura", explica Labordus (Fig. 3). Áreas con alto contenido de resina actúan como aislante, retardando calor, mientras áreas donde el contenido de resina es menor (y el de fibra mayor) facilitan calentamiento. "Al principio, estábamos un 40% fuera de nuestras predicciones de soldadura con UD, pero ahora estamos dentro del 10% y acercándonos a nuestros niveles de alta precisión para tela CF/PPS", añade Labordus.

Van Tooren también está cerca de poder predecir el rendimiento de soldadura por inducción para laminados UD. "Para finales de 2018, tendremos una herramienta de simulación que funcione para geometrías relativamente simples, ayudando a identificar la forma de bobina, potencia, velocidad del robot y perfil de calentamiento necesarios para una aplicación dada". Esta capacidad de predicción se está desarrollando en paralelo con pruebas físicas para apoyar el uso de componentes TPC soldados en estructuras primarias mayores para futuras aeronaves. El laboratorio de Van Tooren es socio de investigación con KVE y uno de cuatro sitios —junto con la instalación de KVE en La Haya, el Centro Aeroespacial de Países Bajos (NLR, Amsterdam) y el Centro de Investigación de Compuestos Termoplásticos (TPRC, Enschede, Países Bajos)— que ha instalado una configuración estandarizada de soldadura por inducción desarrollada por KVE (Fig. 4) para apoyar la calificación de proceso en OEMs y proveedores Tier 1 (ver "Nuevos horizontes en soldadura de compuestos termoplásticos").

Bobinas de inducción a medida

Un enfoque alternativo de soldadura por inducción ha sido usado por Composite Integrity (Porcelette, Francia) para desarrollar el proceso de "soldadura por inducción dinámica" usado para unir largueros de cinta UD CF/PEKK y pieles de fuselaje en el proyecto de estructura TP Arches de STELIA Aerospace (Toulouse, Francia), presentado en el Salón Aeronáutico de París 2017 (Fig. 5). Composite Integrity es la división de compuestos dentro del Institut de Soudure (IS Groupe, Villepinte, Francia). "Nos basamos en más de 100 años de experiencia de IS Groupe en soldadura de metales para diseñar y construir nuestras propias bobinas de inducción optimizadas para cada material, espesor y forma de pieza, incluyendo bobinas específicas para tela tejida, tela sin rizado y UD", explica Jérôme Raynal, gerente de desarrollo de negocio de Composite Integrity. "El mayor problema con UD es que no hay nodos de soldadura para generar corriente de inducción, así que necesitamos una bobina específica —en este caso, una multi-bobina".

Fundada como Pôle de Plasturgie de l'Est (PPE) hace 25 años, Composite Integrity es líder en moldeo por transferencia de resina (RTM) y estructuras de aeronaves infundidas con resina epoxi con empresas aeroespaciales francesas. Incorporada al IS Groupe en 2016, ha trabajado con Aviacomp (Launaguet, Francia) para desarrollar tecnología de co-consolidación por soldadura usada en puertas de acceso a combustible TPC para aviones Airbus A350. "Componentes resistivos en la superficie de las piezas compuestas internas y exteriores moldeadas ponen calor en la línea de soldadura", dice Raynal.

Composite Integrity comenzó a trabajar en el proyecto STELIA Arches TP en 2015, permitiendo soldadura por inducción de piezas curvas de tamaño de fuselaje. El proceso se describe como "dinámico" porque el robot suelda los largueros a lo largo del fuselaje y acomoda formas 3D, incluyendo movimiento en dirección z durante la soldadura. "Tanto los largueros como la piel en el demostrador de STELIA tienen un cambio de espesor", explica Raynal. Un riel de aluminio sirve como útil de fijación para evitar movimiento del larguero en la piel mientras se suelda. Para el demostrador, la presión se aplicaba vía dos rodillos en la cabeza de soldadura. Estos se sitúan sobre la bobina. Durante la soldadura, los rodillos corren a lo largo del larguero, junto al riel de fijación mientras la bobina viaja sobre la línea de soldadura.

"Hemos desarrollado ahora una nueva cabeza de soldadura pendiente de patente, que usa un solo rodillo y aumenta las propiedades mecánicas de la línea de soldadura", señala Raynal. "También tenemos un dispositivo de enfriamiento soplando aire en la superficie de soldadura bajo presión para asegurar que estamos por debajo de la temperatura de cristalización, así no hay riesgo de descompactación una vez liberada la presión".

La provisión de enfriamiento también afecta la cristalinidad de la matriz termoplástica en la línea de soldadura. "Probamos para medir que la cristalinidad cumple estándares aeroespaciales y luego establecemos los parámetros correspondientes para el proceso de soldadura", explica Raynal. La velocidad también es factor. "Para el demostrador, la velocidad fue 2 m/min, pero nuestro objetivo ahora es 5 m/min", dice. "Gestionar el enfriamiento y cristalinidad de PEEK y PEKK son más complicados, lo que afecta la velocidad global de soldadura, pero tenemos buenos resultados con ambos, usando organosheet calificado convencionalmente por Airbus". El espesor máximo de piezas soldadas hasta ahora es 5 mm. "Hemos demostrado esto, que es aproximadamente el espesor que tendrías en componentes estructurales", observa Raynal. "Para STELIA, usamos la fibra de carbono como conductor sin metal en la interfaz, pero ahora estamos desarrollando tecnología para soldar cualquier fibra —fibra de vidrio, por ejemplo— sin malla metálica también. No añadimos material en la interfaz y aún podemos soldar UD a tejido y UD a UD, sin problema", afirma.

Soldadura ultrasónica

La tercera técnica más común, la soldadura ultrasónica, es otra tecnología con la que GKN Fokker ha registrado experiencia significativa. El proceso usa un sonotrodo para generar vibraciones de alta frecuencia (20-40 kHz) que causan calor por fricción y fundido en las superficies de soldadura.

"Esto es bueno para soldaduras por puntos", dice Offringa, señalando que para aviones Gulfstream, "Hemos usado soldadura ultrasónica para unir más de 50,000 piezas TPC moldeadas por inyección a paneles de suelo. Es muy rápida y altamente automatizada, pero es una soldadura por punto, en una sola ubicación". Aun así, ve potencial para este método en producción de un fuselaje integrado, como el propuesto en el demostrador de Fuselaje Multifuncional del programa Clean Sky 2 (ver "Nuevos horizontes en soldadura de compuestos termoplásticos"). "Los soportes de fuselaje a menudo se pegan, remachan o atornillan a estructuras de fuselaje compuestos termoestables actuales", observa Offringa. "Con soldadura ultrasónica, puedes lograr muy buena conexión con soportes, que a menudo son termoplásticos sin reforzar".

La soldadura ultrasónica se ha usado con plásticos por varias décadas, típicamente con directores de energía en la interfaz de soldadura. Estas crestas triangulares o rectangulares de resina pura, moldeadas en las superficies a soldar, aumentan la generación local de calor. Sin embargo, Irene Fernandez Villegas en la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft, Delft, Países Bajos) ha demostrado que películas termoplásticas sin reforzar de 0,08 mm de espesor pueden usarse en su lugar. "Está trabajando para desarrollar soldadura ultrasónica continua", dice Offringa, y este trabajo continúa dentro de Clean Sky 2.

En su artículo de 2016, titulado "Soldadura ultrasónica inteligente de compuestos termoplásticos", Villegas afirma que es posible escalar el proceso de soldadura ultrasónica mediante soldadura secuencial —es decir, dejando que una línea continua de soldaduras por puntos adyacentes sirva el mismo propósito que un cordón de soldadura continuo. Soldadura por puntos secuencial a escala de laboratorio se usó en el panel de estructura aérea TPC del demostrador EcoDesign de Clean Sky, usando directores de energía planos para unir una bisagra CF/PEEK y clips CF/PEKK a C-frames CF/PEEK (Fig. 6). Comparaciones experimentales con uniones fijadas mecánicamente en pruebas de cizalla doble y arranque mostraron promesa. El proceso se explora más en artículos de 2018 por el miembro del equipo TU Delft de Villegas, Tian Zhao.

Kupke reporta que DLR ZLP también está trabajando en soldadura ultrasónica continua basada en robot. "La soldadura por puntos es el estado del arte actual, pero la nuestra es verdaderamente continua", dice. "Estamos optimizando el proceso en un banco de pruebas de aproximadamente 1 m de largo, realizando estudios paramétricos usando diferentes materiales y configuraciones. Aunque la máquina de soldadura y control digital están diseñados para un manipulador robótico, aún estamos explorando cómo refinar la cabeza y qué velocidad y energía funcionan mejor para cada material y espesor de laminado. Nuestro objetivo es mostrar que se podría hacer soldadura muy larga, como las uniones de un fuselaje".

Soldadura láser

Aunque la soldadura por transmisión láser se discutió en la revisión de 2004 de Yousefpour sobre tecnologías de soldadura TPC, ha sido avanzada significativamente desde entonces por Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH, Hannover, Alemania). En este proceso, la luz láser pasa primero a través de una pieza que es transparente o parcialmente transparente en el rango espectral del infrarrojo cercano (p. ej., un termoplástico sin reforzar o TPC de fibra de vidrio). La luz es luego absorbida por fibra de carbono o aditivos conductores en una segunda pieza adyacente, transformando la energía láser en calor, que crea la soldadura entre los dos materiales.

Offringa en GKN Fokker señala que muchos soportes de aeronaves moldeados por inyección son transparentes al láser. Ve gran potencial para usar soldadura láser para lograr ensamblaje de estos soportes a estructuras de fuselaje CFRP sin agujeros, polvo ni fijadores. Aunque tanto el tipo de refuerzo como el espesor de laminado afectan la soldadura, LZH ha demostrado buenos resultados con laminados de fibra de vidrio y carbono reforzados con PPS y poliéterimida (PEI) en el proyecto de Soldadura por Transmisión Láser de Estructuras de Compuestos Termoplásticos (LaWoCS, 2010-2013), que también incluyó a KVE, TenCate Advanced Composites (Nijverdal, Países Bajos), Unitech Aerospace (Yeovil, Reino Unido) y Element Materials Technology (Hitchin, Reino Unido). LZH ha patentado esta tecnología y fue finalista del Premio JEC World Innovation 2018 en la categoría de aplicaciones aeroespaciales por "Paneles de Rigidización Termoplásticos Modulares" donde una cuadrícula de rigidización CFRTP estampada se suelda láser a una piel compuesta. Socios del proyecto incluían firmas alemanas Fraunhofer ICT (Pfinztal), Airbus Operations (Hamburgo), ElringKlinger (Dettingen an der Erms) y KMS Automation (Schramberg), así como TenCate.

Soldadura por conducción

Tras industrializar la soldadura por inducción, GKN Fokker desarrolló la soldadura por conducción (Fig. 7). "Esta es una nueva tecnología", dice Offringa. "Una especie de plancha caliente se usa para conducir calor a través de al menos una de las piezas a unir. Como la soldadura resistiva, el tiempo de proceso es independiente de la longitud de soldadura —así sea la unión de medio metro o 10 m, el tiempo de proceso es el mismo para ambas". Esto es porque ambas técnicas usan electricidad para suministrar calor a lo largo de la longitud en segundos. El panel de fuselaje ortogonal TPC mostrado en JEC 2014 presentaba soldadura por conducción. "Los marcos se soldaron en un segundo paso usando un robot con efectors final de soldadura", dice Offringa. "El panel de fuselaje era curvo y los marcos eran bastante cortos. Sin embargo, este método podría funcionar bien para soldar largueros de 6-10 m de largo a pieles de fuselaje".

Control de proceso en línea y más allá

Un paso clave en la maduración de la soldadura TPC para estructuras de fuselaje es la capacidad de monitorizar y gestionar el proceso in situ. "Ahora mismo, nuestro proceso de soldadura por inducción está preconfigurado", dice van Engelen en KVE. "Usamos termopares en la línea de soldadura para calibrar el proceso. Pero preferimos medir la temperatura en la soldadura y realimentar eso para gestionar la potencia a la bobina".

"Nuestros procesos de soldadura son controlados digitalmente y todos los datos de proceso se almacenan", dice Offringa en GKN Fokker, "pero nos movemos hacia control de proceso en línea, basado en medición de temperatura en tiempo real". Cree que esto es posible para soldadura por inducción y resistiva en pocos años, mientras la soldadura ultrasónica ya está bastante cerca. Villegas en TU Delft afirma que la monitorización in situ de soldadura ultrasónica secuencial es posible basada en las curvas de potencia y desplazamiento proporcionadas por la máquina de soldadura, que permiten definir rápidamente parámetros óptimos de procesamiento.

Además de control de proceso, KVE también está trabajando en inspección en línea. "Si la soldadura muestra un problema, simplemente volvemos y la resoldamos", dice van Engelen.

"Por esto los compuestos termoplásticos son tan buenos", señala Raynal en Composite Integrity. "La resoldadura no les daña. Tenemos tecnología específica para soldar y des-soldar con soldadura resistiva para desensamblar inyectando corriente". Su empresa también está desarrollando inspección en línea. "Tendremos una celda termográfica justo después de la cabeza de soldadura por inducción y comprobaremos la soldadura usando termografía en vivo", dice Raynal. Van Tooren también persigue monitorización e inspección de proceso in situ, pero usando sensores de fibra óptica, incluyendo el sistema ODiSI de Luna (Roanoke, VA, EE. UU.), que proporciona más de 1,000 puntos de sensor por metro.

TPRC y van Tooren cada uno tienen proyectos en curso para desarrollar control de proceso en línea para soldadura por inducción de estructuras grandes, curvas y espesores variables, incluyendo acumulaciones de capas y reducciones en largueros. Van Tooren también está desarrollando soldadura por inducción bajo bolsa de vacío. "Se vuelve como utillaje blando para compresión de las dos superficies siendo soldadas", dice, y actualmente apunta a aplicaciones potenciales de reparación (ver "Nuevos horizontes en soldadura de compuestos termoplásticos"). La lista de desarrollos futuros de KVE de van Engelen también incluye reparación TPC, soldadura por inducción de TPCs de fibra de vidrio, aplicaciones no aeroespaciales y concentradores de flujo. "Estamos desarrollando materiales reflectantes para concentrar el campo electromagnético en la línea de soldadura", explica. "Quieres poner la energía aquí en lugar de en la superficie exterior de la pieza. Con estos concentradores de flujo, diriges la energía, similar a como diriges fibra donde quieres, usando colocación automática".

"Seguimos desarrollando todas las tecnologías de soldadura", resume Offringa, "y explorando nuevas. Lo más importante, no pensamos que hay una sola tecnología con más promesa, sino que cada una tiene su lugar".

Wijskamp señala que con las recientes convocatorias de Clean Sky 2 para propuestas, ha quedado claro que Airbus quiere usar TPCs soldados en grandes estructuras de fuselaje. "Pero ya lo hemos visto en nuestros 19 socios que se unieron desde 2009", añade.

Van Tooren cree que un componente grande sin fijadores, si no un fuselaje completo, está al alcance. "Preferiblemente, en el Nuevo Avión de Pasillo Medio de Boeing, pero definitivamente el próximo avión".