La fibra de carbono ha demostrado sus propiedades ventajosas para la aeronáutica. Su ligereza y resistencia la convierten en el material perfecto (hasta día de hoy) para fabricar los componentes estructurales de los aviones. Pero su expansión es más lenta de lo deseado porque los sistemas de fabricación no son capaces de producir piezas con compleja geometría o, si lo consiguen, pierden productividad. La empresa navarra MTorres ha creado la primera máquina que incorpora las bobinas de la fibra de carbono en el cabezal para poder fabricar a un coste asumible casi cualquier parte de un avión.
El uso de la fibra de carbono en la industria aeronáutica no es nuevo. En realidad, se remonta a más de 25 años, aunque muy centrado en programas militares. Desde hace una década, empieza a extenderse en los grandes programas aeronáuticos comerciales. «Alrededor del 50% de los elementos estructurales de los nuevos grandes aviones son de ese material», afirma el director de la División Aeronáutica de MTorres, Martín Flores.
Uno de los principales handicaps a la hora de introducir la fibra de carbono en el sector es la diversa y compleja geometría de sus piezas. Este trabajo requiere de una «gran precisión» y «capacidad de depositar el material con unos ratios de productividad muy elevados». Ante estas exigencias, la empresa navarra ha lanzado la máquina Torresfiberlayup, que, en realidad, se basa en una patente de su visionario fundador, Manuel Torres, del año 2003.
La tecnología cubre las necesidades de la industria aeronáutica combinando la precisión con la capacidad de manejar multitud de bandas flexibles de material compuesto. La máquina es capaz de depositar sobre un «molde complejo» la fibra de carbono en diferentes capas y orientaciones con una precisión de «décimas de milímetro». Al mismo tiempo, caliente el material para pegarlo al previamente colocado y cortarlo con gran exactitud. «Todo ello a una gran velocidad que permite depositar hasta 100 kilos de material en una hora», destaca Flores.
Torresfiberlayup consigue estas ventajas a través de la combinanción de tres partes: la propia máquina, el almacenaje de bobinas y el cabezal. La primera, la máquina en sí, puede ser una grúa, una columna o incluso un robot. «Básicamente se encarga de moverse con gran velocidad y precisión sobre un área de trabajo», comenta el director de la División Aeronáutica de MTorres. A través de seis ejes puede posicionarse y orientarse en el espacio de trabajo.
Una de las claves de la maquinaria es que, por primera vez, contiene las bobinas sobre el propio cabezal. El sistema de almacenaje de los rollos de fibra de carbono permite albergar «varios miles de metros» de material (hasta 32 bobinas). La fibra se dirige hasta el punto de aplicación a través de un mecanismo de poleas, «controlando la tensión de la banda».
La máquina permite depositar hasta 100 kilos de fibra de carbono en una hora
Por otro lado, el cabezal se encarga de aplicar las tiras de fibra de carbono sobre el molde. MTorres ha logrado que éste pueda arrancar en un punto preciso mientras la máquina se mueve y con capacidad de hacerlo independientemente de la cinta. Mientras se deposita, el cabezal compacta el material y lo va calentando para «asegurar que se pega correctamente». En un punto exacto, es capaz de cortar las cintas «con gran precisión» para «ir formando el patrón de la pieza».
Todo ello permite diferenciar a Torresfiberlayup de otros sistemas de fabricación de fibra de carbono del mercado. Principalmente porque aportan «más flexibilidad» que ningún otro, a la vez que permite una «gran productividad». Existen otras máquinas, pero sólo pueden producir piezas planas y semiplanas o utilizan cientos de hilos de fibra, por lo que son poco productivas. Además, la tecnología de MTorres evita el desperdicio de material. Gracias al manejo de múltiples cintas y a la capacidad de depositarlas en el punto rpeciso, apenas se desecha la fibra de carbono, que es «un material muy caro».
Estas ventajas han provocado que la «mayoría de los fabricantes de aviones» ya utilicen esta tecnología. De forma masiva, Airbus la usa en el programa A-350 XWB y Boeing, en el 787. Pero también se está aplicando en los nuevos programas. «Como ejemplo, desde hace un año una de nuestras Torresfiberlayup fabrica las alas de un nuevo avión ruso que está en fase de desarrollo y volará en breve», apunta Flores.
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