Fabricantes de máquinas e industrias usuarias aumentan su colaboración en torno a los composites

“Tenemos que trabajar juntos si queremos desarrollar soluciones de fabricación automáticas en toda la cadena de proceso para ayudar a la necesaria reducción del coste del producto final” afirmó el presidente del Fórum de Tecnologías de Composites de la asociación alemana VDMA y miembro del consejo de Krauss Maffei Technologies GmbH Frank Peters. El Fórum, celebrado en Frankfurt, fue la primera vez en la que los miembros del Fórum de Tecnologías de Composites de VDMA y las organizaciones AVK, Carbon Composites e.V. y CFK Valley Stade e.V. se juntaron para intercambiar ideas.

Frank Peters destacó la importancia de la cooperación estrecha entre los fabricantes de máquinas y plantas y las industrias usuarias de composites con fibra, así como entre sus diversas redes de trabajo. Más de 150 asistentes dialogaron sobre temas relacionados con la automatización y sobre cuáles son los requisitos para fabricantes de máquinas y plantas, poniendo de manifiesto los beneficios de la transferencia de conocimiento para un trabajo en común necesario.

En su intervención sobre los retos de la automatización, Klaus Drechsler, Profesor de Composites de Carbono en la Universidad Técnica de Múnich, señaló los plásticos reforzados con fibra de carbono (CRP) como los de mayor potencial entre todos los materiales para la construcción ligera, con un ahorro potencial en los costes de los procesos de hasta un 90%. “El uso de plásticos reforzados con fibra de carbono en una producción a escala industrial necesita todavía muchos esfuerzos en investigación, desde la ciencia de los materiales, pasando por la mecánica estructural hasta la ingeniería de procesos. Las soluciones de automatización de los fabricantes de máquinas y plantas son las claves para la industrialización” dijo Klaus Drechsler.

Actualmente predomina en todos los sectores la producción con un gran componente manual. Las industrias de aviación y de automóviles de competición sólo necesitan series muy cortas de componentes de CRP, aunque con unas elevadísimas exigencias de calidad. Axel S. Herrmann de Airbus Operations expresó lo siguiente: “El uso de composites con fibra de alta calidad y altas prestaciones está ya asentado en la industria de la aviación. Las experiencias llevadas a cabo con la fabricación de series cortas y piezas de gran volumen también pueden ser transferidas a otros sectores. Existen sinergias considerables con la industria del motor, ya que las piezas para aviones, por ejemplo para las nuevas generaciones de aviones, tienen que ser realizados en cantidades similares. Deberán desarrollarse procesos de fabricación muy automatizados para poder responder a las exigencias de coste y calidad. Para lograrlo, necesitamos una gran transferencia de conocimiento entre todos y a lo largo de todo el mundo”.

La fabricación de piezas de composite deberá ser reformada completamente si se quiere introducir en la industria del automóvil la producción a gran escala, explicó Heinrich Timm of Audi AG. “La construcción ligera va mucho más allá de reducir los consumos y las emisiones. Tiene que ver también con el ahorro sostenible de recursos y con la seguridad. Es por eso que hay un interés mayor que nunca por la fabricación ligera, que está inspirando ideas en la fabricación de composites desde el acero y el aluminio hasta materiales reforzados con fibra. El camino correcto es la búsqueda del mejor material para cada aplicación, en la menor cantidad posible y en el lugar preciso. Esto quiere decir que hay que desarrollar y automatizar los procesos de fabricación y de unión para la línea de producción”. Los componentes ligeros se están utilizando cada vez más en las nuevas generaciones de vehículos principalmente, sobre todo para compensar el peso de las baterías de los coches eléctricos y para reducir los consumos en términos generales.

En términos de cantidad, los plásticos reforzados con fibra de vidrio (GRP) continuarán dominando el mercado de los composites durante mucho tiempo. Sin embargo, el cada vez mayor diámetro del rotor de las turbinas del sector eólico está necesitando, cada vez más, combinaciones de plásticos con fibra de vidrio y plásticos con fibra de carbono para poder mejorar. Por otro lado escasean los trabajadores preparados para llevar a cabo estas tareas en muchos sectores de aplicación. Rolf Bütje, de Nordex, dijo a la audiencia: “Como consecuencia del aumento de los diámetros de los rotores las exigencias de rendimiento de los molinos eólicos siguen creciendo. Nuevos métodos de fabricación, materiales y diseños pueden reducir el peso de las palas y aumentar su estabilidad. Las herramientas de simulación y las calidades de producto pre establecidas son importantes para ayudar a los suministradores alemanes a mantener su posición de líderes de mercado. Requiere el conocimiento de toda la industria de los composites” dijo Rolf Bütje.

El uso de composites con fibra en la producción en serie requiere procesos fiables con ciclos cortos y un alto nivel de precisión. Al mismo tiempo, los precios de las fibras de altas prestaciones deberán bajar para ser competitivos. El reto de la fabricación automatizada está en todas las fases: fabricación de la pieza moldeada con textil, corte, manipulación de los materiales, procesos de inyección y endurecimiento, diseño del molde, técnicas de unión y ensamblaje, pruebas de los componentes.