El Proyecto NHYTE

15/05/2018

Nuevas aeroestructuras de material compuesto termoplástico hibrido fabricadas mediante tecnologías automatizadas continuas fuera de autoclave.

Inicio: 2017

Finalización: 2020

Participantes: Líder: NOVOTECH AEROSPACE ADVANCED, CETMA: Centro di Recherche europeo di technologie design e materiali, UPAT: Panepistimio patron, UBAH: University of Bath, FINMECCANICA: Leonardo-Societa Per Azioni, y EASN TIS: EASN Technology Innovation Services, UBS: Université de Bretagne-Sud y Applus+ Laboratories (LGAI Technological Center, S.A.)

Financiación: El proyecto ha recibido financiación del Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Comisión Europea. Acuerdo de Subvención núm. 723309

Objetivos:

Uno de los principales objetivos de los fabricantes aeronáuticos es fabricar aviones más ligeros y eficientes, con un impacto medioambiental menor, mediante la reducción del consumo de combustible y de las emisiones, así como a la reducción de los costes del ciclo de vida. Para lograr estos objetivos, se han realizado investigaciones con el fin de desarrollar nuevos procesos de fabricación de materiales que permitan reducir el peso de las estructuras aeronáuticas, y su coste del reciclaje al final de su vida útil.

El Proyecto NHYTE se centra en el desarrollo de procesos de fabricación innovadores que utilizan un nuevo material compuesto termoplástico híbrido. Este material permite fabricar aeroestructuras más respetuosas con el medio ambiente y con capacidades multifuncionales.

Este nuevo material, basado en un preimpregnado de fibra de carbono y PEEK (poliéter éter cetona) con capas de amorfos (polieterimida), responde al objetivo del consorcio NHYTE de reducir el peso de las estructuras primarias al menos un 5%. Se espera reducir todavía más el coste del ciclo de vida completo mediante la utilización de materiales desechados y el reciclaje de estructuras al final de su vida útil.

Este material innovador es un ejemplo de compuesto multifuncional, ya que combina las cualidades de mejora de la resiliencia (material multicapa) y de simplificación de procesos. Este concepto proporcionará, por un lado, una ventaja estructural en cuanto a la resistencia a los daños por impacto y, por el otro, permitirá simplificar considerablemente el proceso, reduciendo los ciclos y el consumo energía, ya que no necesita la fase de curado del autoclave. Hasta ahora, su desarrollo ha estado limitado a los laboratorios, por lo que es necesario mejorar el proceso para poder utilizarlo en la industria. Las técnicas y ensamblajes de procesos propuestos constituirán el primer paso hacia la aplicación industrial de este material innovador.

Los paneles reforzados serán fabricados para su muestra por una célula de trabajo que implementará un avanzado proceso de producción automatizado y continuo, en el que se incluye:

La fabricación automatizada de materiales híbridos,
La fabricación de paneles de revestimiento mediante el laminado automático durante el proceso de consolidación
La fabricación de larguerillos mediante conformado continuo, y
El ensamblaje de los componentes mediante soldadura por inducción.

Applus+ ha puesto sus conocimientos y experiencia a disposición del proyecto para ayudar a demostrar la utilidad de este material y de su proceso de fabricación para el sector de la aeronáutica. La participación de los laboratorios de ensayos estructurales y de materiales de Applus+ se basa en proporcionar apoyo a la evaluación mecánica de los materiales, las soldaduras y los detalles estructurales. Los laboratorios también validarán los demostradores finales, aplicando la metodología de ensayo del enfoque modular. El plan de ensayos incluye una importante campaña de ensayos de cupones para validar el proceso de fabricación y la calidad de las soldaduras obtenidas, así como ensayos estructurales para evaluar el rendimiento de este nuevo proceso en la fabricación de estructuras con paneles reforzados.

Nuestro equipo de ingenieros también pondrá su plataforma en línea e-testing a disposición de los socios del consorcio, para que puedan seguir los ensayos con una aplicación web segura, accesible a través de cualquier navegador. Para este proyecto, Applus+ adaptará e-testing a los requisitos definidos por el consorcio. La plataforma e-testing será un elemento clave para un intercambio

fluido de resultados y de datos de los ensayos estructurales y de materiales entre los socios ubicados en diferentes lugares de Europa.

Applus+ Laboratories también colabora de forma activa en las tareas de fabricación del consorcio cuando se le solicita.

El proyecto NHYTE es una asociación europea de investigación, que tiene por objetivo llevar al sector europeo de la aeronáutica al siguiente nivel, abordando los retos a los que se enfrenta el sector en la actualidad. El Proyecto NHYTE mejorará la competitividad y reducirá la huella ambiental del sector europeo de la aeronáutica.

Participación de Applus+ y primeros resultados (2019)

Applus+ Laboratories ha iniciado la campaña de ensayos que ha estado preparando durante la primera fase del proyecto. Se han realizado los primeros ensayos de probetas de material composite termoplástico hibrido (PEEK+PEI) fabricado por Novotech.

Una parte de los ensayos se ha realizado durante la visita de los partners del proyecto al laboratorio de Applus+ en Barcelona. Durante la visita se han revisado los ensayos realizados en el laboratorio de Applus+ de Illescas (Castilla la Mancha) mediante la aplicación online e-Testing. Esta aplicación, a la que se puede acceder mediante cualquier navegador standard, se ha mejorado durante el proyecto NHYTE aportando nuevas funcionalidades clave para su uso en ensayos de materiales. Esta ha sido una excelente oportunidad para probar las ventajas de la herramienta para evaluar, validar y compartir los resultados de ensayos realizado en un laboratorio lejano.

En paralelo se han iniciado dos tareas más de este proyecto:

a) La definición del procedimiento óptimo para la inspección no destructiva de las estructuras fabricadas con este material hibrido. Para ello se han usado los medios de inspección de los laboratorios de Applus+ en Barcelona e Illescas. Las siguientes fases requerirán la definición de patrones de inspección y la evaluación de los paneles fabricados por otros socios del proyecto para evaluar su calidad.

b) El diseño de los utillajes para los ensayos estructurales de los demostradores finales del proyecto NHYTE. Este diseño está a cargo del departamento de ingeniería de ensayos de Applus+ ubicado en Barcelona.

Más información disponible en la dirección http://www.nhyte-h2020.eu