Hexagon y Stratasys dan una solución al potencial de aligeramiento del material PEKK impreso en 3D para los ingenieros aeroespaciales
Este componente forma parte del ensamble de la cubierta de la escotilla de la nave espacial Orion de la NASA. Se imprimió en 3D utilizando Stratasys Antero 840CN03, un termoplástico basado en PEKK con baja desgasificación. - Imágenes de las tapas de las escotillas de Lockheed-Martin Orion, por cortesía de Stratasys Inc.
Hexagon Manufacturing Intelligence y Stratasys, fabricante de soluciones de impresión 3D de polímeros, aplican la tecnología de simulación de Hexagon para capturar el comportamiento del proceso de manufactura aditiva y de los materiales Antero de Stratasys de alto desempeño y ultraligeros reforzados con polietercetona (PEKK). Los estudios de simulación de ingeniería ofrecen una visión única para aligerar los componentes y lanzar más rápido aeronaves y naves espaciales sustentables.
Las piezas de plástico impresas en 3D ofrecen un aligeramiento transformador para el sector aeroespacial, reducen el uso de energía e incrementan los alcances de las aeronaves. Cuando los diseñadores de productos aprovechan al máximo el material y los procesos, también se reducen los costos causados por el exceso de ingeniería, desperdicios y tiempos de entrega de la fabricación. Sin embargo, la adopción de los plásticos y métodos aditivos para los componentes estructurales ha sido lenta debido a las regulaciones y a la naturaleza crítica de la seguridad del sector. Darles a los equipos de ingeniería las herramientas de simulación para validar que estos materiales logren el desempeño requerido de la pieza cuando se fabrique, es el eslabón perdido, que permite aplicar estos avances hoy.
Los materiales Antero 840CN03 y Antero 800NA de Stratasys* se agregaron al ecosistema de materiales Digimat de Hexagon, con sus parámetros de proceso de impresión 3D de los equipos de Stratasys utilizados en el sector aeroespacial. Gracias a estos modelos detallados, los ingenieros pueden crear gemelos digitales que predicen el comportamiento de las piezas impresas en los equipos Stratasys aprobados para el sector aeroespacial, una realidad digital evaluada con casos de uso en el mundo real y pruebas de certificación antes de fabricar cualquier prototipo físico.
El software Digimat fue desarrollado para ser abierto, ofrece a los fabricantes la posibilidad de diseñar piezas más ligeras que pueden igualar a los metales en performance, y evitar la costosa sobre ingeniería utilizando sus aplicaciones preferidas de análisis de elementos finitos (FEA) e ingeniería asistida por computadora (CAE). Además, las empresas que utilicen Digimat junto con MSC Nastran y MSC Apex de Hexagon acelerarán las auditorías de documentación y certificación en su trabajo.
Los materiales Antero ya se usan en ingeniería aeroespacial, por ejemplo, Lockheed Martin utilice Antero 840CN03 para crear la cubierta de la escotilla de acoplamiento de la nave espacial Orion de la NASA. Haciendo posible la ingeniería digital y la fabricación virtual con estas nuevas herramientas de simulación, donde más equipos de desarrollo de productos pueden aplicar y reducir el riesgo de la manufactura aditiva aeroespacial.
"A medida que la industria aeroespacial continúa impulsando diseños más sustentables, será clave liberar el potencial de aligerar los termoplásticos a través de la impresión 3D. Con nuestra tecnología de simulación, los fabricantes obtienen acceso a información propia para que sus ingenieros puedan trabajar el problema con información confiable." Comenta, Aziz Tahiri, VP de sector aeroespacial y de defensa de Hexagon.
"Los termoplásticos Antero 840CN03 y Antero 800NA ofrecen resistencia térmica y química sin igual. Cuando se combinan con los conocimientos de simulación la capacidad de estos materiales impresos en 3D para sustituir ciertas aplicaciones de aluminio tendrá un impacto en la industria aeroespacial." Comenta Foster Ferguson, líder de negocio aeroespacial de Stratasys.
La alianza entre Stratasys y Hexagon ha durado más de una década. Han colaborado en la caracterización de materiales termoplásticos de alto rendimiento incluidos el Ultem 9085, Ultem 9085 CG, Ultem 1010 y Nylon12CF, y se han agregado al software de modelado de materiales Digimat de Hexagon.
*El material Antero 840CN03 es un termoplástico a base de PEKK para manufactura aditiva por deposición fundida (FDM) que combina las cualidades físicas y mecánicas del PEKK con los nanotubos de carbono para obtener propiedades consistentes de disipación electrostática (ESD). El polímero de alto desempeño presenta una excepcional resistencia química, al desgaste, y unas propiedades de baja desgasificación.
*El material Antero 800NA es un termoplástico FDM a base de PEKK con propiedades mecánicas que incluyen alta resistencia, resistencia al calor, tenacidad y resistencia al desgaste. Estas cualidades lo convierten en una alternativa más ligera que el aluminio y el acero en determinados casos de uso. Su resistencia a los productos químicos y su mínima emisión de gases lo hacen idóneo para aplicaciones aeroespaciales en las que los prototipos y las piezas están expuestos a combustible para aviones, aceite y fluidos hidráulicos. Otros usos son las aplicaciones industriales en las que se necesita una gran solidez y resistencia química.
Fuente: Hexagon MI
