La conferencia magistral de SAMPE 2018 mira hacia el futuro de los compuestos

La sesión general de SAMPE 2018 incluyó el anuncio de los tres principales artículos presentados en la conferencia y un discurso de apertura presentado por Carmelo Lo Faro, presidente de Solvay Composite Materials (Alpharetta, GA, EE. UU.).

Los tres artículos principales fueron:

• Primer lugar: "Fabricación de preimpregnado fuera de autoclave con alta permeabilidad a través del espesor mediante deshumectación de película de polímero", Sarah G. K. Schechter, Timotei Centea y Steven R. Nutt
• Segundo lugar: "Deformación de paneles moldeados por compresión de calibre delgado con fibra larga discontinua de carbono / polieteretercetona", Caroline Collins y Pascal Hubert
• Tercer lugar: "Reciclaje de compuestos de amina / epoxi mediante tratamiento químico a presión atmosférica", Yijia Ma, Travis J. Williams y Steven R. Nutt

Para su discurso de apertura, Lo Faro examinó la evolución de los materiales, desde el cobre en 8700 a. C., los ladrillos de paja / barro en el 2500 a. por el crecimiento de las tecnologías aeroespaciales (1970-2010) en los avances comerciales y relacionados con la defensa.

Con eso como contexto, habló de tres "eras" de los compuestos:la era del aligeramiento (1970-1995), la era de la fabricación (1995-hoy) y la próxima era, que él consideró la era de la industrialización y la simulación.

Señaló que la automatización de los procesos de fabricación ha sido un habilitador significativo de la construcción de materiales compuestos en el campo de las estructuras de aviones comerciales. La tecnología de infusión actual mejora la asequibilidad y da como resultado una tasa de fabricación viable, agregó, citando la Serie C de Bombardier (Montreal, QC, Canadá). ala, fabricada con resina de alta vida útil y tela que no se engarza. Destacó la paleta del ventilador del motor CFM LEAP, realizada con resina endurecida y preformas tejidas en 3D; y el MS-21 de Irkut, con sede en Moscú, Rusia ala, hecha a través de cinta seca colocada de fibra automatizada infundida con resina endurecida. "No creo que el aluminio y el titanio hayan logrado tanto en sus primeros 30 años como los compuestos en sus primeros 30 años", argumentó.

¿Podemos reclamar la victoria? Preguntó Lo Faro. En resumen, respondió, no - se puede hacer mucho más. Para crecer aún más, los compuestos deben ofrecer más valor, dijo. Los desafíos y oportunidades futuros podrían incluir el conformado por prensado, compuestos termoplásticos para estructuras grandes, fabricación aditiva, unión, simulación, gestión de complejidades y, por supuesto, costos.

LoFaro inyectó "una pequeña advertencia:el ciclo de publicidad Donde el interés se convierte en entusiasmo exagerado (hype), y luego, “después de un tiempo de desilusión”, encuentra su lugar en la realidad. El futuro, dijo, será impulsado por la escala industrial y las economías; convergencia de prácticas aeroespaciales y automotrices; y la mayor importancia de los sistemas de producción frente a los productos finales.

Pasando a los compuestos termoplásticos, Lo Faro habló sobre PEEK, PEKK, PAEK y el moldeo por compresión continua. Los compuestos termoplásticos no son nuevos, recordó a sus oyentes. Además, espera que el crecimiento en el siglo XXI sea posible gracias a la maduración de los procesos de fabricación rentables, similares a los de la automoción, desarrollados en los últimos 15 años:en particular, el moldeo por compresión, el moldeo por compresión continuo y la estampación. Si la cadena de suministro aeroespacial va a desarrollar y construir grandes estructuras de compuestos termoplásticos, entonces debe madurar sistemas de moldeo / conformado fuera del autoclave capaces de calentar / enfriar rápidamente.

Lo Faro también se refirió a la fabricación aditiva (AM). Inicialmente, dijo, AM puede respaldar la fabricación de herramientas y accesorios. En el futuro, AM puede proporcionar fabricación de herramientas bajo demanda y puede mejorar las operaciones de reparación y mantenimiento de materiales compuestos (MRO). Aquí también, dijo, hay oportunidades para combinar la AM con el aprendizaje automático. Sin embargo, dijo, se necesita más colaboración entre los proveedores de materiales y máquinas.

Lo Faro pasó a nombrar tres necesidades importantes de simulación y modelado para la industria de los compuestos:

• Modelado molecular - informar la experimentación y aumentar la velocidad de comercialización
• Inteligencia artificial - aplicado al diseño y descubrimiento de materiales
• Certificación por análisis - al que llamó el Santo Grial

Estas tecnologías tienen el potencial de acortar el tiempo de desarrollo a través de un diseño molecular optimizado para propiedades mejoradas, cambiando la forma en que se desarrollan los materiales en sí. El futuro es ahora, dijo, para el modelado de múltiples escalas para acelerar las innovaciones y la adopción de compuestos y la predicción de fallas.

Lo Faro finalizó con optimismo:"Cuando miramos los próximos 40 años, creo que los composites son un material que superará las capacidades de los metales".