Honeywell Aerospace utiliza Moldflow para aligerar sus piezas sin sacrificar su resistencia.
Honeywell es una empresa líder de la lista Fortune 100 diversificada en tecnología y manufactura, sirviendo a los clientes de todo el mundo con productos y servicios aeroespaciales; tecnologías de control para edificios, hogares e industria; turbocompresores y materiales de rendimiento.
Honeywell inventa y manufactura tecnologías para atender algunos de los desafíos más difíciles iniciados por las macro tendencias revolucionarias de la ciencia, la tecnología y la sociedad. Con más de 127,000 empleados en todo el mundo, incluyendo a más de 22,000 ingenieros y científicos, Honeywell tiene un incesante compromiso con la calidad y con la garantía de una entrega de calidad en sus resultados.
Los productos y servicios de Honeywell Aerospace se encuentran prácticamente en todos los aviones comerciales, de defensa y espaciales, además de que sus turbocompresores son utilizados por casi todos los fabricantes de automóviles y camiones del mundo.
La unidad de negocio Aeroespacial desarrolla soluciones innovadoras para automóviles y aviones con mayor eficiencia en el consumo de combustible, vuelos más directos y puntuales, tráfico más seguro en vuelos y pistas de aterrizaje, junto con motores de aviones, cabina del piloto y electrónica de esta última. Ofrece también servicios de conectividad inalámbrica, logística y mucho más. La empresa ofrece experiencias relacionadas con el transporte más seguras, rápidas, eficientes y cómodas en todo el mundo.
Retos:
Los recientes avances en la ciencia de los materiales han dado lugar a polímeros de alto rendimiento con propiedades únicas, como la estabilidad dimensional a altas temperaturas, mayor vida útil con cargas más pesadas y velocidades más altas. Estas propiedades de desempeño mejoradas, junto con el bajo peso y el comportamiento ante el fuego han abierto puertas a aplicaciones que una vez fueron consideradas no aptas para polímeros, incluso en el sector aeroespacial.
Uno de los clientes de este sector, se acercó a Honeywell para reemplazar unas piezas metálicas con algún polímero adecuado. Para encontrar el reemplazo de la pieza metálica sin comprometer la calidad, la consistencia y la estabilidad dimensional, es fundamental una pieza bien diseñada junto con el material y los parámetros de procesamiento adecuados. Los cambios realizados sobre la base de la experiencia pueden tener un efecto significativo en la pieza moldeada. Se requiere un verdadero entendimiento del comportamiento del material para reducir los riesgos de fabricación. Un ligero cambio en el proceso puede hacer que las dimensiones de la pieza caigan fuera del límite de la especificación. El método de prueba y error es laborioso, caro e ineficaz, lo que hace inviable su realización en la industria actual que se mueve rápidamente.
"Este trabajo fue complejo debido a que la pieza no puede ser modificada estructuralmente porque eso afectaría su integridad. Reducir la deformación de una pieza era un aspecto importante para mantener la precisión dentro de los límites para asegurar un ensamble adecuado. Sin embargo, era un desafío controlar o eliminar el defecto simplemente basándose sobre la experiencia y el conocimiento de moldeado. Para tomar una decisión segura, una herramienta especializada como Autodesk Moldflow era una necesidad." explica el Sr. Ramaiah Chowdary, Ingeniero Senior-AERO AME-VE MECH ISC, Honeywell Aerospace.
En este caso, se encontró que la deformación era el principal factor que influía en la estabilidad dimensional de la pieza. El mayor desafío fue predecir con precisión el impacto de las ubicaciones de los gates la deformación de una pieza de material termoplástico relleno de fibra y hacer las optimizaciones correspondientes.
La solución:
La migración del metal al plástico se ha convertido en una tendencia mundial en el sector aeroespacial. La economía del consumo de combustible y las regulaciones cada vez más restrictivas, hacen que se adopten criterios de diseño ligero y los materiales termoplásticos juegan un papel importante en este nuevo escenario.
Hoy en día, los partes diseñadas en plástico para aviones ofrecen un equilibrio conveniente entre bajar el peso y una integración funcional. Además, como normalmente no hay necesidad de procesos adicionales como la soldadura o la mecanización, los costos de producción se reducen.
El objetivo de este proyecto era superar los retos durante la fase del concepto en lugar de la etapa de prueba del molde. En este caso, se utilizó el Moldflow de Autodesk para un estudio detallado y una optimización efectiva del diseño
Dada la cuestión de la deformación, se llevó a cabo un análisis preliminar de llenado para comprobar la eficacia de la ubicación de la entrada. Se examinaron virtualmente alrededor de nueve configuraciones de "gates" con una, dos y tres ubicaciones de entrada con la ayuda de Autodesk Moldflow, basándose en el análisis, es decir, mirando el gráfico de las desviaciones fuera de plano de la cara inferior y comparando la presión y la temperatura a lo largo de las iteraciones.
El equipo de Honeywell logró identificar con éxito la combinación correcta para la ubicación y número de gates; y seleccionado 4_1 que se muestra en la figura. Se observó una menor desviación fuera de plano de la cara inferior para 4_1 en comparación con otros ocho escenarios. Considerando varios escenarios, las diferencias de presión y temperatura se observaron usando Moldflow. Los resultados para la temperatura y las presiones al final del llenado fueron favorables para 4_1.
"Autodesk Moldflow juega un papel importante en el desarrollo de productos aeroespaciales de Honeywell. Nos ayuda a evaluar diferentes diseños que no habríamos intentado en el pasado debido a los gastos y las limitaciones de tiempo que implica la creación de un prototipo de un nuevo producto. Ahora podemos ver de ocho a diez diseños diferentes y evaluar las áreas problemáticas potenciales con mucha anticipación. También podemos incorporar más funciones en los diseños", comentó el Sr. Sunil, Especialista en Tecnología del Trabajo -AERO AMEVE MECH ISC, de Honeywell Aerospace.
Resultados:
Los resultados de la simulación ayudaron a encontrar el número de puertas o "gates" y la ubicación óptima de las mismas para la geometría. Se examinaron varias combinaciones posibles con la ayuda del Autodesk Moldflow Insight. Basándose en el análisis de Moldflow, Honeywell consiguió identificar con éxito el problema de deformación en la pieza aeroespacial en las primeras etapas. Asegurando así el éxito del ensamble y estabilidad dimensional de la pieza de PBT-20% en fibra de vidrio.
"Autodesk Moldflow da resultados inmediatos en cambios de diseño que ayuden a encontrar el diseño más factible y óptimo. Los posibles defectos del producto se pueden predecir por la simulación, mejorando así la calidad y cumpliendo los requisitos del producto. Autodesk Moldflow contribuye de forma tangible al éxito de la empresa. La funcionalidad del software se adapta absolutamente bien a nuestras tareas", concluye el Sr. Ramaiah Chowdary.
Fuente: Autodesk
