El sistema, basado en el uso de los espacios de configuraciones como alternativa de cálculo, ha sido publicado en la revista científica más importante de su campo: Composites Part A, Applied science and manufacturing
Los procesos de conformado por moldeo de materiales compuestos a partir de resinas líquidas (Liquid Composite Molding o LCM) son cada vez más utilizados en la fabricación de composites. El avance tecnológico y la disminución de costes de producción han extendido su utilización en la fabricación de todo tipo de productos. Cuando estos procesos de infusión de resina se aplican a grandes piezas, como palas de aerogenerador, componentes de aviones o barcos, el aumento del coste es considerable, por lo que es necesario contar con herramientas computacionales de optimización, como la propuesta por los profesores de Ingeniería de la CEU-UCH Nicolás Montes y Fernando Sánchez. A través de la Cátedra EADS Foundation de la Universidad de Nantes, con la que ambos investigadores colaboran, la empresa Airbus estudiará la aplicación de este novedoso sistema en el proceso de fabricación de componentes de su nuevo Airbus 350.
La propuesta de los profesores investigadores de la CEU-UCH, Nicolás Montes, del Grado en Ingeniería Informática de Sistemas de Información, y Fernando Sánchez, del Grado en Ingeniería del Diseño Industrial y Desarrollo de Productos, se basa en el uso de los espacios de configuraciones, nunca antes empleados en procesos de LCM hasta la publicación de este trabajo. Bajo la denominación “espacios de configuraciones basados en patrón de flujo” o “Flow Pattern Configuration Spaces (FPCS)”, el concepto principal que han introducido consiste en la definición de un sistema de referencia para el proceso de moldeo, alternativo al cartesiano y basado en la elección de variables como el tiempo de llenado, el tiempo de incubación, la velocidad del frente de avance de resina, la distancia a un punto de interés, etc.
La introducción de distintos algoritmos de optimización en este proceso permite abordar la ubicación óptima de los inyectores de resina líquida y de los venteos en los procesos de infusión de estos materiales en moldes. Una de las novedades es que las boquillas de infusión del material ya no son puntos, sino curvas que deben tomar formas y tamaños concretos para conseguir el mejor llenado posible del molde. Gracias al uso de los espacios de configuraciones, la reducción del tiempo de cómputo del proceso de llenado ha sido drástica: la optimización, por ejemplo, de una embarcación completa, tiene un coste computacional de sólo 31 segundos.
Aplicación industrial
El nuevo sistema desarrollado por los profesores de Ingeniería de la CEU-UCH ha sido publicado en la revista científica con mayor índice de impacto de su campo, la Composites Part A, Applied science and manufacturing. Por las ventajas en el abaratamiento de costes que permite este nuevo sistema, el principal interés ha surgido en el ámbito industrial, ya que el sistema permite crear un espacio reducido optimizado para calcular de forma eficiente el proceso de producción de cada tipo de pieza.
Por ello, a través de la Cátedra EADS Foundation de la Universidad de Nantes, la empresa Airbus ha firmado un convenio de colaboración para la investigación y desarrollo de esta técnica. Y también ESI Group, dueño del programa comercial de simulación numérica líder del mercado, PAM-RTM, ha mostrado interés en incluir este cálculo en nuevas versiones del programa. Por este motivo, los investigadores de la CEU-UCH fueron invitados a unas jornadas organizadas por ESI Group en la Universidad de Berkeley, en California, el pasado mes de septiembre. Además, el catedrático de la Ecole Centrale de Nantes, Francisco Chinesta, director de la tesis doctoral del profesor Fernando Sánchez y titular de la cátedra EADS Foundation y de la cátedra ESI Group, recomendó esta investigación para el Premio Ángel Herrera a la mejor labor de investigación en el área Politécnica, que ambos autores recibieron en Madrid este mes de enero.
Una nueva publicación de los profesores de la CEU-UCH sobre este método pionero ha sido ya pre-aceptada en otra revista científica de ámbito internacional, el Journal of manufacturing science and engineering. Este nuevo artículo se publicará próximamente bajo el título “Distribution channel design with geometric methods for the manufacture of large composite parts by resin infusion process”. Ambos docentes pertenecen al Grupo de Investigación y Desarrollo de Tecnologías en Aplicaciones Energéticas de la CEU-UCH, cuyo investigador principal es el profesor Fernando Sánchez. Este trabajo, realizado con el profesor Nicolás Montes, se integra en la línea sobre Modelado de materiales y mecánica computacional en el procesado de composites ligeros, que desarrollan, junto a otros investigadores, en la Escuela Superior de Enseñanzas Técnicas de esta Universidad valenciana.
