HERRAMIENTAS DE DISEO Y FABRICACIN DE AERONAVES EN MATERIALES COMPUESTOS

PRESENTACINEQUIPO EQUIPOIng. Said Arafat GmezEspecialista en sistemas de propulsin aeroespaciales Procesos de Fabricacin con materiales compuestos y

Ing. (Msc) Nelson DazEspecialista en diseo Mecnico Aeronutico.

Ing. (Msc. Phd) Elicer HernndezEspecialista en Sistemas de Control y Automatizacin Aeroespaciales

Ing. (Msc.) Oscar AriasEspecialista en Diseo Aerodinmico y Dinmica de fluidos Computacional

CAVENCA ES UNA EMPRESA JOVEN CREADA POR INGENIEROS AERONUTICOS CON EXPERIENCIA EN LA INDUSTRIA AEROESPACIAL BRASILERA Y CHINA, COMPUESTA POR UN EQUIPO ALTAMENTE ESPECIALIZADO EN EL PROYECTO Y DISEO DE AERONAVES, CON NFASIS EN MATERIALES COMPUESTOS, INSTRUMENTACIN DIGITAL Y SISTEMAS DE RECUPERACIN.

Ing.(Msc. MBA) Stephane BrandEspecialista en Integracin de Sistemas y Diseo estructural en materiales compuestos

Ing. (Msc.) Glevson FrancoEspecialista en Electrnica digital y Avinica

Ing. Luis LiraEspecialista en Procesos de Certificacin y Homologacin Aeronutica FAR - JAR - RAV

Dra. Xiomara Garca ParedesConsultor Jurdico

OBJETIVODesarrollar Tecnologa Aeronutica Nacional, Utilizando las Herramientas y Tcnicas mas modernas para Disear y Fabricar Aeronaves de alto desempeo en materiales compuestos, con la finalidad de cubrir la demanda nacional y crear un punto de referencia para la exportacin de nuestros productos.

PERFIL DEL INGENIERO

El Aeronutico es un Ingeniero profesional que crea proyectos y construye aviones, piezas, instrumentos y accesorios de aeronutica, dirige su montaje y su ensamblaje, crea y establece mtodos y procedimientos para la reparacin, conservacin y mantenimiento de aeronaves. aeronaves

BASES Y HERRAMIENTAS PARA EL DISEO BASES DEL INGENIERO AERONUTICO CONOCIMIENTO Educacin formal recibida en las aulas de clase Investigacin permanente de nuevas tecnologas

LEGADO HISTRICO Documentacin y experiencias dejadas por empresas e inventores del pasado Anlisis de la estrategia de sobrevivencia de las empresas Aeronuticas

PRACTICAS Experiencias obtenidas durante Pasantias Participacin en proyectos de Ingeniera particulares o competencias AERODESIGN

HERRAMIENTAS DEL INGENIERO AERONUTICO SOFTWARE CAD (Diseo Asistido por Computador) CAM (Fabricacin Asistida por Computador) = CATIA, SOLID WORKS CAE (Ingeniera Asistida por Computador) = ANSYS NASTRAN, ABAQUS =PLM CFD (Dinmica de Fluidos Computacional) = FLUENT, CFX, CFDesign NORMAS Y REGULACIONE FAR EASA (JAR) INAC

BASES Y HERRAMIENTAS PARA EL DISEOEl INGENIERO AERONUTICO debe centrar sus acciones formativas en el diseo (CAD), fabricacin (CAM), anlisis (CAE) (PDM) y gerencia de datos de proyectos, de tal forma que tenga un concepto global de lo que es el software PLM (Gestin del ciclo de vida del producto). De forma tal que pueda participar de todos los pasos necesarios para crear un producto industrial en todas sus fases o ciclo de vida, y antes de llevarlo a produccin, saber sus punto fuertes y dbiles. Los ingenieros que conozcan los software de PLM ms utilizado del mercado, podrn acceder al mercado laboral con plenas garantas.

BASES Y HERRAMIENTAS PARA EL DISEO HERRAMIENTAS DEL INGENIERO BENEFICIOS DEL PROCESOS DE OPTIMIZACIN REDUCCIN DE PESO Disminucin de Costos Materia Prima

Disminucin de Arrastro Aerodinmico Mejora de desempeo Menor consumo de combustible Reduccin de Ruido

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN Hand Layup + Vacuum Baging o Autoclave Prepreg + Vacuum Baging o Autoclave Filament Winding Resin Infusin

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN Material CompuestoSon materiales que se forman por la unin de dos materiales para conseguir la combinacin de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosin, dureza o conductividad.

Estructura en SndwichLos paneles sandwich consisten en dos lminas exteriores de elevada dureza y resistencia, (normalmente plsticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material menos denso y menos resistente, (polmeros espumosos, cauchos sintticos, madera balsa o cementos inorgnicos).

CUALES SON LOS MATERIALES COMPUESTOSFibras de Refuerzo Matriz de Resinas Fibras Sintticas Sintticas Vidrio Resina Epoxi amina Carbono Resina Ester Vinlica Aramida (Kevlar) Resina de Polister Materiales desmoldantes Sintticas Alcohol de Polivinilo Cera desmoldante Parafina Liquida Silicona Liquida Herramientas Brochas Rodillos Cortadores Tijeras

Material de Ncleo Materiales de Vaco Naturales Sintticas Madera Balza Bolsa de Vaco Sintticas Peel Play Espuma PVC Breather Espuma de Poliuretano Cinta adhesiva Espuma de Polister Masa adhesiva HoneyComb Aluminio, aramida

MATERIALES COMPUESTOSFibras de Refuerzo

Roving (Hilos Continuos)

Mat (Aglomerado)

Waven Roving Tejido Unidireccionales Biaxiales

Bi direccionales Tri axiales

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACINMaterial de Ncleo Espuma de PVC Divinycell Espuma de Polister Estructura tipo Colmena (Honeycomb) Nomex Aramida Polipropileno Aluminio

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACINMatriz Resina Epoxi AminaUsada en la fabricacin de piezas estructurales y principalmente en revestimientos para proteccin qumica y de intemperies. Con el uso de refuerzos de fibras de carbono, la resina epoxi-amina proporciona um de los mas altos ndices requeridos para la fabricacin de piezas industriales para la aeronutica, para la industria aeroespacial, elctricas y otras, substituyendo casi todos los metales. Es tambin un excelente adhesivo, retardante de llama, flexibilidad y el mejor anticorrosivo qumico. Para el secado de este tipo de resina epxica se emplea como catalizador la poliamida.

Resinas Ester Vinilicas

Posee alta resistencia qumica e mecnica (impactos), muy usada en fabricacin de equipos de fibras de vidrio para combatir la corrosin y tambin tiene una alta resistencia elctrica y trmica. A pesar del nombre no es un polister, porque su formulacin se realiza a travs de un Bisfenol A, epicloridina y acrilatos. Para su secado se usa el catalizador MEKP al 50%.

Resinas de Poliester

Las resinas polister ortoftlicas son basadas en anhdrido ftlico y glicoles, son llamadas tambin de uso general, ya que son las de mayor aplicacin con material de refuerzo. Poseen poca resistencia qumica y a la corrosin. Se utilizan en la fabricacin de embarcaciones, transportes, baeras, piezas en general, gelcoat, masillas, entre otros. Para lograr su polimerizacin (curado) requiere de la adicin entre 0,8 y 1,5% de Catalizador MEKP al 50%

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN Hand Layup + Vacuum BagingEs el ms simple y ms antiguo de los mtodo de fabricacin de moldeo abierto de materiales compuestos. Se trata de un mtodo de trabajo intensivo de bajo volumen adaptado especialmente para componentes grandes, como cascos de embarcaciones y fuselajes de aeronaves. Resinas de Polister de curado a temperatura ambiente y las resinas epoxi son las ms utilizadas como matriz. El curado es iniciado por un catalizador en el sistema de resina, que endurece la fibra reforzada sin necesidad de calor externo. Para una superficie de calidad de la superficie externa, se aplica primero una capa de gel pigmentada a la superficie del molde.

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN

Tejido de fibra vidrio o otro tipo de fibra de refuerzo se coloca manualmente en el molde abierto, y la resina se vierte, utilizando brochas y rodillos, el aire atrapado se retira manualmente con rodillos metalicos para completar la estructura de los laminados.

TCNICAS Y PROCESOS DE FABRICACIN RESIN INFUSINLa infusin de resina es un proceso mediante el cual se pasa por medio del vaco resina a una fibra seca laminado directamente sobre el molde. Una membrana flexible se coloca sobre la pieza y sella toda la periferia del molde.

MATERIALES COMPUESTOS COMPARACIN

Fibra

Acero

PROCESO DE FABRICACIN Resumen 1. Creacin del Modelo Digital 2. Fabricacin del Modelo en Slido 3. Obtencin de Moldes Limpios 4. Detallamiento del molde Madre 5. Laminacin y Curado 6. Obtencin del Producto

MODELO DIGITAL

MOCKUP DIGITAL

CORTES DE VOLUMEN

Cortes en materiales convencionales Laminas de madera MDF Laminas de Aluminio

Realizados con una Fresadora de control numrico CNC o inclusive con una mesa de corte (Router).

RELLENO DE VOLUMEN ESPUMA DE POLIURETANORelleno con materiales convencionales Espuma de Poliuretano Espuma de Poliestireno Expandido ( EPS - Anime) Espuma de PVC

Posteriormente es cubierto con una capa de fibra de vidrio para evitar el desajuste del volumen, dejando un margen de referencia para el acabado final.

RELLENO DE VOLUMEN ESPUMA DE POLIURETANOEl acabado finalidad es realizado con masas plsticas y pintura epxica, la cual es posteriormente pulida para la obtencin del molde.

ESTRUCTURA DE SOPORTE DE LOS MOLDESLa estructura de soporte de los moldes puede ser fabricada en madera o estructura metlica lo que tiene que ser considerado son los grados de libertar y la rigidez del mismo para evitar deformaciones en el molde.

MOLDE MADRE DETALLADO MOLDE MADRE LIMPIO

MOLDE MADRE DETALLADO MOLDE MADRE LIMPIO

SISTEMA DE BOLSA DE VACIO LAMINACIN MANUAL HAND LAY OUT

PRODUCTO GP 101 SORA

ENSAMBLE Y MONTAJELa unin se realiza con resina epxica integrando la estructura interna a un lado del fuselaje y luego unindolas entre si durante un periodo de tiempo suficiente para su curado y posteriormente se realiza la post cura al altas temperaturas.

ENSAMBLE Y MONTAJEProducto semi terminado donde se realizan todas las perforaciones y ajustes para recibir los componentes de los diferentes sistemas del avin.

ENSAMBLE Y MONTAJE ALAS ESTRUCTURA DEL ALA

ENSAYOS EN TIERRA

ENSAYOS EN TIERRA

RESULTADOS

RESULTADOS

CAMPOS DE ACTUACINEN RESUMEN, PODEMOS IDENTIFICAR REAS DE ESPECIALIZACIN: PROYECTO ESTRUCTURAS AERODINMICA PROPULSIN MATERIALES SISTEMAS ENSAYOS Y HOMOLOGACIN

COMENTARIOS FINALESLOS MTODOS MODERNOS DE FABRICACIN SIMPLIFICAN EL PROCESO PRODUCTIVO FACILITANDO EL DESARROLLO DE NUEVAS AERONAVES EN PERIODOS DE TIEMPO MUCHO MENORES, REDUCIENDO LOS COSTOS DE DESARROLLO. ESTO POSIBILITA LA CREACIN DE NUEVAS EMPRESAS SIN NECESIDAD DE INVERTIR GRANDES CAPITALES PARA PODER CUBRIR LA ADQUISICIN DE MAQUINARIA Y EQUIPOS ESPECIALIZADOS.

PROYECTOS DE CAVENCA

PROYECTOS SIENDO DESARROLLADOS POR CAVENCA PARA SER FABRICADOS EN EL PAS

AVIACIN GENERALTransporte Personal Entrenador Aero Taxi Turismo

AERONAVE CAV 200

AVIACIN GENERAL

Aviones Utilitarios MultipropsitoTransporte de Carga Aeroambulancia Correo y Mensajeria

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Aviacin AgrcolaAplicacin de Fertilizantes. Aplicacin de defensivos agrcolas. Siembra (Dispersin de Semillas). Combate de incendios. Combate de Plagas.

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GRACIAS POR SU ATENCIN PREGUNTAS?Contacto Contacto saidarafat@gmail.com saidarafat@gmail.com 0412-072.36.70 0412-072.36.70 Twitter Twitter @saidarafat @saidarafat Facebook Facebook www.facebook.com/said.arafat www.facebook.com/said.arafat