Electroimpact es una joven empresa de ingeniería cuya misión es convertirse en el principal proveedor de equipos de automatización para la industria aeronáutica mundial. Electroimpact ha desarrollado la tecnología de Colocación Automatizada de Fibra (Automated Fiber Placement o AFP), que permite / NUEVOS MATERIALES cortar y aplicar cintas de fibra de carbono (tow) con tolerancias de colocación para el cliente final de hasta 2.000 pulgadas por minuto sobre superficies inclinadas y complejas. Cada laminado puede llevarse a cabo de forma totalmente bidireccional y el operario puede controlar la velocidad de avance sin que ello repercuta en la precisión del corte. Electroimpact cuenta con gran experiencia en el suministro de soluciones de automatización y mecanizado Los recorridos lineales pueden ser cortos, ~ 2 metros (6,6 industriales. El punto fuerte de la empresa es la integración pies) en el eje X, o desplazarse a lo largo de todo el eje X, de la automatización y el mecanizado en soluciones de que tiene ~30 metros (98,4 pies) de longitud. El recorrido producción sinérgica. Sus equipos de ingenieros de alta depende de la pieza que se fabrique. cualificación dotan a la compañía de una gran flexibilidad para asumir varios proyectos a gran escala simultánea- Un sistema de control avanzado mente. Este enfoque único ha hecho crecer a Electroimpact El sistema de corte de la máquina ha sido sometido a una hasta llegar a convertirse en el mayor integrador de líneas reingeniería completa y se ha optimizado el sistema de de montaje de aeronaves de todo el mundo. Su cartera de avance, el recorrido de la cinta y el sistema de fileta del clientes incluye fabricantes de aviación comercial y militar cabezal de colocación de la fibra. El sistema de control de de todo el mundo. la máquina alcanzó el corte según las especificaciones, así El perfil de cliente de Electrimpact es un gran fabricante de como la aplicación al vuelo superiores a 2000 pulgadas por componentes de aeronáutica de EE UU que fabrica fusela- minuto. Concretamente, a partir del corte de alta velocidad jes, componentes de intradós, compuestos y alas para la al vuelo surgieron una serie de cuestiones. Con una veloci- industria aeronáutica. La sede de la empresa se encuentra dad de extendido de 2000 pulgadas por minuto (R) y la tole- en Wichita, Kansas, la Capital Mundial del Aire, pero rancia de colocación al final del corte de +/-0,050" (o 0,10" también trabajamos en Tulsa y McAlester, Oklahoma, Pres- total [k]), la oportunidad en cuanto a tiempo es la siguiente: twick, Escocia y Samlesbury, Inglaterra. T=(60*k)/R(segundos)o, La máquina de colocación automatizada de fibras (AFP) está T = (60 * 0,10) / 2000T = 0,003 segundos. diseñada para fabricar grandes estructuras de aeronaves Dicho de otro modo, a 2.000 pulgadas por minuto, 1 milise- comerciales y cuenta con cabezales modulares de cambio gundo equivale a 0,033 pulgadas de desplazamiento de la rápido, con una velocidad de cambio automático de 30 cinta. Esto demuestra que la precisión total y la repetibilidad segundos. Para fabricar estas grandes piezas de las aero- del sistema de corte tienen que ser muy superiores a la naves, la estructura de la máquina que controla el movi- velocidad de ciclo típica del CNC (4-8 ms). La repetibilidad miento X, Y y Z del cabezal de colocación de la fibra (diseños de los componentes individuales (como actuadores, válvu- de molino o de puente) tiene un peso de unas 350.000 libras las, etc.) debe estar en el rango de los sub-milisegundos o (175 toneladas) y se acelera a 0,2 g. Los tows de fibra de incluso mejorarlo. Además, el sistema para señalizar un carbono (estrechas cintas de fibra de carbono impregnada) corte debe tener una resolución de sub-milisegundos. se colocan sobre piezas con múltiples formas (amplias Electroimpact ha desarrollado un mecanismo de corte de cintas de 1/4 ó 1/8 pulgada en áreas de contorno alto o de alta velocidad que permite cortar a velocidades elevadas con 1/2 pulgada o menos en zonas de contorno bajo) para alcan- tiempos de corte que en total no superan 1 milisegundo. zar la máxima productividad posible: se trata de una opera- Asimismo, el sistema tiene poca variabilidad, haciendo que ción 100% sin torsión, 100% sin roturas de empalmes y la colocación de la cinta sea precisa y repetible, incluso con completamente bidireccional. velocidades de extendido muy altas. Los factores que afec- Los ejes X, Y y Z de rotación del tambor funcionan conjunta- tan al tiempo del corte y de aplicación al vuelo son, entre mente para que la fibra de carbono pueda seguir el contorno otros, la ejecución del programa, la reacción del módulo de de la pieza que se está fabricando. Las cintas de fibra de salida, la actuación de la válvula solenoide, el flujo de aire y carbono se colocan sobre la herramienta que se está meca- las reacciones de inercia de los mecanismos de actuación. nizando con la forma definitiva de la misma. Además, la Todos estos factores retrasan la ejecución de un corte o apli- fibra de carbono se tiene que aplicar en diferentes capas y cación con respecto a la señal nominal. Si este retraso es en diferentes direcciones para optimizar la resistencia de la predecible y repetible, el tiempo de corte se puede compen- pieza final. El objetivo es que fibra de carbono tenga una sar. En cualquier caso, estos retrasos deben reducirse siem- tensión muy fuerte para que todas las cargas que actúan pre que sea posible. Gracias a la gran cantidad de sobre la pieza puedan ser soportadas en tensión. desarrollos y pruebas realizadas en Electroimpact, la varia- Visión del conjunto de Fiber Placement. / 87